EP2494344A1

EP2494344A1 - Feuchtigkeitssensor

Info

Publication number: EP2494344A1
Application number: EP10795907A
Authority: EP
Inventors: Peter Hagl
Original assignee: Individual
Current assignee: Vasema Diagnostics AG
Priority date: 2009-10-30
Filing date: 2010-10-29
Publication date: 2012-09-05
Also published as: EP2494343A2; US8869596B2; WO2011050382A2; US20120234078A1; WO2011050382A3; WO2011050381A1

Abstract

Sensor zur Bestimmung der Feuchtigkeit von Materialien, insbesondere von Gasen, vorzugsweise der Luftfeuchtigkeit, mit einem mit einer Feuchte aus der Umgebung reversibel aufnehmenden und/oder an die Umgebung abgebenden Substanz (3) beaufschlagten Trägerkörper (2) und zumindest zwei beabstandet angeordneten Elektroden (4). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass - der Trägerkörper (2) aus oder mit einem offenporig porösen, luftfeuchte-invarianten, nicht-hygroskopischen und hohe innere Steifigkeit aufweisenden Trägermaterial gefertigt ist, - zumindest die Poren (21) des Trägermaterials mit der Feuchte -Wasser aus dem mit dem das Trägermaterial des Trägerkörpers (2) in Kontakt gebrauchten oder stehenden Material oder Gas- bzw. Luftraum reversibel und reproduzierbar aufnehmenden und/oder an das Material oder Gas- bzw. Luftraum abgebenden Substanz (3), vorzugsweise mit einem derartigen anorganischen Salz (3') in gelöster, flüssiger, fester oder kristalliner Form, ausgefüllt oder zumindest an ihren Oberflächen bzw. Wänden (22) beschichtet sind und dass - die Konduktanz und/oder elektrische Permittivität der genannten Substanz (3), insbesondere des Salzes (3'), von der Feuchte des mit dem damit beaufschlagten Trägermaterial des Trägerkörpers (2) in Kontakt gebrachten oder stehenden Materials, insbesondere der Feuchte der Umgebungsluft, reproduzierbar funktionell abhängig ist.

Description

Feuchtigkeitssensor

Die Erfindung betrifft einen Sensor zur Bestimmung von Feuchtigkeit von Materialien, insbesondere von Gasen. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Sensors und/oder eines Trägerkörpers eines Sensors zur Bestimmung der Feuchtigkeit von Materialien. Derartige Sensoren und Verfahren werden insbesondere zur Bestimmung der Luftfeuchtigkeit bei industriellen Anwendungen gewerblich genutzt.

Die Erfindung kann im Bereich des Transports von Gütern bei der Überwachung des Klimas vorteilhaft angewendet werden. Weiters kann der Luftfeuchtesensor besonders vorteilhaft bei der Feuchtigkeitsbestimmung menschlicher oder tierischer Haut sowie bei industriellen sowie medizinisch pharmazeutischen Anwendungen eingesetzt werden.

Im Stand der Technik existiert eine Vielzahl von Prinzipien zur Bestimmung der Luftfeuchtigkeit, wobei die gängigsten Verfahren im Folgenden kurz beschrieben werden:

Eine Methode verwendet Kunststoffe, auf denen das Feuchte-Wasser kondensiert, wodurch sich die Permittivität des Kunststoffs bzw. des auf dem Kunststoff gebildeten Kondensats verändert und diese Veränderung durch zwei am Kunststoff angeordneten Elektroden gemessen wird. Insbesondere wird dabei die Kapazität zwischen den beiden Elektroden bestimmt.

Ein weiteres Prinzip zur Bestimmung der Luftfeuchtigkeit ist in Wasserverdampfungssensoren, insbesondere in Lithiumchlorid-Dickschichtsensoren verwirklicht.

Beide Prinzipien weisen erhebliche Nachteile auf. Ein wesentlicher Nachteil der Kunststoffsensoren liegt darin, dass diese nicht hitzebeständig sind, sodass Umgebungs- Temperaturen bis zu 70°C maximal möglich sind, die absolute Grenze je nach Kunststoff verschieden liegt bei 100°C, da sonst irreversible starke Verformungen z.B. der Faser des Faserverbundes auftreten, die zu einer Alterung der Schicht führen. Auch bei geringeren Temperaturen erfolgt eine Alterung des Kunststoffs, sodass mit der Zeit die Genauigkeit abnimmt aufgrund der Quellung der Kunststoffe. Die Feuchtigkeitsaufnahme des Kunststoffs selbst ist äußerst gering -1-3 Gew%, wobei die Verformung aufgrund von Quellen zu erheblichen irreversiblen Änderungen führt. Bereits bei 50°C verändern sich die Kunststoffmoleküle, sodass eine unwiederbringliche Veränderung der Charakteristik besteht. Auch die Einwirkung von UV-Strahlung, Wärmelampen, Sonnenlicht, Glühbirnen usw. verändert den Kunststoff. Die Quellung bzw. Verformung ändert unwiederbringlich die Charakteristik eines derartigen Sensorelementes, sodass sinnvolle und reproduzierbare Messungen nur zu Beginn der Lebensdauer eines derartigen Feuchtigkeitssensors durchgeführt werden können. Auch eine bei der Herstellung vorgenommene künstliche Alterung des Bauelements zur Erreichung einer geringeren Empfindlichkeit löst das eingangs beschriebene Problem nicht, da die Reaktionsgeschwindigkeit abnimmt und Alterungseffekte nur verringert, jedoch nicht gänzlich unterdrückt werden können. Auch besteht das Problem, dass die Luftfeuchtigkeit, die im Zuge einer Messung aufgenommen worden ist, nur äußerst langsam aus dem Kunststoff wieder entfernt werden kann, wobei zudem die Form des Kunststoffs unwiederbringlich verändert wird. Dies führt dazu, dass Kunststoffsensoren äußerst langsam reagieren, da stets Restluftfeuchtigkeit im Inneren verbleibt. Insbesondere eine Senkung der Umgebungsluftfeuchtigkeit kann von einem derartigen Sensor nur mit sehr großer Zeitverzögerung festgestellt werden. Das Aufheizen des Sensors, dass den Zweck verfolgt, das Wasser aus dem Kunststoff auszudampfen, ist nur bedingt möglich, da ein Erhitzen des Kunststoffs auf über 50°C bereits zu irreversiblen Veränderungen des Verhaltens des Sensors führt, wobei ein periodisches Heizen/Kühlen zu zusätzlichen Ermüdungserscheinungen des Kunststoffs führt. Daher werden die Sensoren einer gezielten Alterung ausgesetzt, um einen stabileren Bereich auszunützen, bei denen eine Verwendung im Bereich der kurzlebigen Konsumerelektronik möglich ist. Aktuelle Luftfeuchtigkeitssensoren dieser Bauart werden in sogenannter Dünnschichttechnik hergestellt, wobei als luftfeuchtigkeitssensitive Schicht verschiedene Kunststoffe eingesetzt werden. Die Sensoren werden über Elektroden angesteuert, wobei sich die Luftfeuchtigkeit über die Kapazität des Sensors ermitteln lässt. Die Kapazität bzw. die Kapazitätsänderung wird ausgewertet und über eine vorab bestimmte Kalibrierfunktion einer Luftfeuchtigkeit bzw. Luftfeuchtigkeitsänderung zugeordnet.

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Eine grundsätzlich unterschiedliche Art Luftfeuchtigkeitssensor stellen Lithiumchlorid- Dickschichtsensoren dar. Derartige Sensoren weisen ein Glasgewebe auf, in das das stark hygroskopische Salz Lithiumchlorid eingebracht ist. Das Lithiumchlorid reduziert den Wasserdampfdruck um etwa 90%, wodurch starke Wasseraufnahme bis zu maximal 400 Gramm pro Kilogramm Wasser bewirkt, dass der Stoff bei niedrigen Temperaturen von unter 98°C nur in flüssiger Hydratform vorkommt. Ein wesentlicher Nachteil von Lithiumchlorid liegt darin, dass es chemisch äußerst reaktiv und korrosiv ist, und dass es selbst massive Werkstoffe wie Beton schädigt. Da Lithiumchlorid als Gefahrenstoff eingestuft ist, besteht zusätzlich das Problem, der Entsorgung dieser Sensoren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannten Probleme zu überwinden.

Die Erfindung löst diese Aufgabe bei einem Sensor der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruches 1. Dabei ist vorgesehen, dass der Trägerkörper aus oder mit einem offenporig porösen, luftfeuchte-invarianten, nichthygroskopischen und hohe innere Steifigkeit aufweisenden Trägermaterial gefertigt ist, zumindest die Poren des Trägermaterials mit der Feuchte-Wasser aus dem mit dem das Trägermaterial des Trägerkörpers in Kontakt gebrauchten oder stehenden Material oder Gas- bzw: Luftraum reversibel und reproduzierbar aufnehmenden und/oder an das Material oder Gas- bzw. Luftraum abgebenden Substanz, vorzugsweise mit einem derartigen anorganischen Salz in gelöster, flüssiger, fester oder kristalliner Form, ausgefüllt oder zumindest an ihren Oberflächen bzw. Wänden beschichtet sind und dass die Konduktanz und/oder elektrische Permittivität der genannten Substanz, insbesondere des Salzes, von der Feuchte des mit dem damit beaufschlagten Trägermaterial des Trägerkörpers in Kontakt gebrachten oder stehenden Materials, insbesondere der Feuchte der Umgebungsluft, reproduzierbar funktionell abhängig ist.

Hierbei ist vorteilhaft, dass ein mechanisch und chemisch robuster Sensor hergestellt wird, der innerhalb weiter Temperatur bzw. Luftfeuchtigkeitsbereiche einsetzbar ist und wiederholbare Ergebnisse erzielt. Zudem ist vorteilhaft, dass die aufgrund der Leitfähigkeit von Salzen auf Kunststoffuntergrund auftretenden Transportphänomene vermieden werden. Bei Sensoren mit einer Kunststoffträgerschicht besteht zudem das Problem, dass aufgrund von Transportphänomenen, insbesondere der lonenleitung, Salzionen in den Kunststoff diffundieren bzw. getrennt werden und die Luftfeuchteabhängigkeit der Kapazität variiert, womit ein Alterungsprozess des Sensors vorliegt.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Substanz zusätzlich auf der Oberfläche des porösen Trägermaterials des Trägerkörpers angeordnet ist und mit der in den Poren des Trägerkörpers befindlichen Substanz in materiellem Kontakt steht oder materialeinheitlich ist.

Wesentliche Vorteile von Natriumchlorid liegen darin, dass Natriumchlorid kaum mit seiner Umgebung reagiert und auch bei unmittelbarem Kontakt mit seiner Umgebung keine chemischen Reaktionen stattfinden. Generell besteht der Vorteil bei allen genannten Salzen, dass diese optimal an den Wänden des Trägerkörpers haften, insbesondere ist auch das flüssige Lithiumchlorid durch die Kapillarwirkung der Poren des Trägerkörpers im Trägerkörper gebunden und tropft nicht aus. Da Salze über ein sehr kleines Kristallgitter von z.B. 0,6nm verfügen, kann die kleinste Ritze und Unebenheit in der Pore des Materials bei der Kristallisation und damit der Verankerung ausgenützt werden.

Ein zusätzlicher vorteilhafter Aspekt der Erfindung sieht vor, dass das anorganische Salz in und auf dem Trägerkörper Natriumchlorid, Amoniumdihydrogenphosphat, Kaliumnitrat, Kaliumchlorid, Natriumdicromat, Lithiumchlorid Magnesiumchlorid, Ammoniumnitrat, Magnesiumnitrat oder Kaliumkarbonat oder Mischungen von Salzen ist.

Hierdurch wird eine besonders hohe Festigkeit der oberflächlichen Beschichtung erzielt. Der Halt der Substanz in den Poren wird durch die Oberflächenbeschichtung erheblich verbessert. Zusätzlich steht eine größere Oberfläche zur Aufnahme von Luftfeuchte zur Verfügung. Umgekehrt wird auch durch den Halt des Salzes in den Poren die Oberflächenbeschichtung besonders gut verankert. Weiters kann vorteilhafterweise vorgesehen werden, dass der Trägerkörper aus einem offene Poren aufweisenden Material besteht. Die zur Aufnahme von Feuchte-Wasser aus der Umgebungsluft zur Verfügung stehende Oberfläche der Substanz wird dadurch besonders groß.

Die Verwendung eines hoch- bzw. totgebrannten mineralischen Oxids weist zudem den Vorteil auf, dass der Trägerkörper aufgrund von in der Substanz eingelagerten Feuchtewassers nur geringen mechanischen Spannungen unterworfen ist. Hierfür eignet sich insbesondere Aluminiumoxid, Magnesiumoxid oder ein offenporiges Schaum- oder Sintermetall.

Weiters kann bevorzugterweise vorgesehen werden, dass der Trägerkörper und gegebenenfalls die auf der Oberfläche des Trägerkörpers schichtartig angeordnete Substanz mit einem wasser-undurchlässigen, jedoch wasserdampf-durchlässigen Material, insbesondere Teflon, beschichtet ist. Hierdurch kann der Luftfeuchtigkeitssensor auch für Freiluftanwendungen, insbesondere bei Regen, genutzt werden.

Weiters kann bevorzugterweise vorgesehen sein, dass der Trägerkörper ein

Leiterplattenmaterial ist, in dem Poren vorhanden oder oberflächlich oder durchgängig eingeätzt oder eingebrannt werden. Leiterplattenmaterialien bestehen aus unterschiedlichen Schichten die zum Beispiel laminatförmig übereinander geschichtet sind. Die gesamte Dicke kann aufgrund der Dünnheit aller Schichten nur 0.127mm betragen. Die letzte Deckschicht bei einer einseitigen Leiterplatte oder die letzten Dickschichten bei einer zweiseitigen Leiterplatter oder innere Schichten bei Multilayerleiterplatten bestehen meist aus Kupfer, das zum Beispiel weggeätzt wird und die Leiterbahnen bildet. Die Materialien, die unterhalb des Kupfers als Trägerschichten oder Körper eingesetzt werden oder zwischen den Kupferschichten sind für die Integration des erfinderischen Sensors geeignet sind, sind z.B. verschiedene Keramiken und keramikartige Stoffe sowie Syntermetalle, LTCC (Low Temperature Cofired Ceramics), HTCC (High Temperature Cofired Ceramics), feuchteunempfindliche Gläser, Titanoxidnitrid, sowie Kombinationen, die keine Quellung sowie Wassereinlagerung in die Trägersubstanz gestatten sondern nur in die Poren der Trägermaterials. Dabei können auch Zusätze enthalten sein die die innere Steifigkeit erhöhen z.B. Glasfaserzusätze etc. die dem Fachmann bekannt sind und keine Quellung verursachen. Weitere Beschichtungen unterhalb des Sensors ohne Kontakt mit Feuchtigkeit können jegliches Material sein zum Beispiel: Kunststoffe, thermoplastic polyimide (TPI), fluoropolymers (i.e. PTFE), Polyesterfolien.

Weiters kann bevorzugterweise vorgesehen sein, dass der Trägerkörper aus faserverstärktem Leiterplattenmaterial besteht, in den Poren oberflächlich eingeätzt sind. Hierbei ergibt sich der besondere Vorteil, dass dieser Sensor unmittelbar auf oder in einer Leiterplatte aus den oben genannten Materialien sowie dünner Aluminiumoxidkeramik, angeordnet sein kann, sodass die Herstellung des Sensors und die Bestückung der Leiterplatte in einem gemeinsamen Herstellungsschritt durchgeführt werden können. Dieser erlaubt eine besonders einfache Fertigung des Sensors sowie einer Sensorschaltung insbesondere einer integrierten RFID Schaltung. Weiters kann vorgesehen sein, dass die Elektroden durch in den Poren des

Trägerkörpers eingelagertes Material ausgebildet sind. Dieses Merkmal ist insbesondere in Kombination mit der Anwendung von Leiterplatten, insbesondere mit der Ausführungsform des Sensors als Durchkontaktierung oder oberhalb der Leiterplatte vorteilhaft, da die Kontaktierung gemeinsam mit dem Herstellungsschritt der Platine durchgeführt werden kann.

Ein weiterer bevorzugter Aspekt der Erfindung sieht vor, dass der Trägerkörper und gegebenenfalls die auf der Oberfläche des Trägerkörpers schichtartig angeordnete Substanz mit einem wasser-undurchlässigen, jedoch wasserdampf-durchlässigen Material, insbesondere Teflon, beschichtet ist.

Ein weiterer bevorzugter Aspekt der Erfindung sieht vor, dass der Trägerkörper aus Leiterplattenmaterial besteht, in den Poren oberflächlich eingeätzt und/oder, vorzugsweise mit einem Laser, eingebrannt sind oder die Leiterplatte als solche über Poren verfügt.

Diese Fortbildung der Erfindung ermöglicht eine alternative Integration eines Feuchtigkeitssensors in einer Leiterplatte, wobei der zusätzliche Fertigungsaufwand für die Anbringung der Feuchtigkeitssensoren äußerst gering ist und somit die Herstellungskosten stark reduziert werden können.

Weiters ist vorteilhaft, dass die Elektroden durch in die Poren des Trägerkörpers eingelagertes Metall ausgebildet sind.

Hierdurch werden besonders gut im Trägermaterial verankerte Elektroden ermöglicht, deren Herstellung einfach zu bewerkstelligen ist.

Zudem ist vorteilhaft, dass der Trägerkörper einen schichtartigen Aufbau aufweist, und zumindest eine durchgängige makroskopische Ausnehmung aufweist, der durch die Ausnehmung gegebene Durchtrittsbereich durch den Trägerkörper zumindest oberflächlich mit der Substanz beschichtet ist und die Elektroden an, insbesondere einander gegenüberliegenden, Seiten des Trägerkörpers angeordnet sind. Dies ermöglicht eine einfache Fertigung eines Luftfeuchtigkeitssensors auf einer Leiterplatte.

Eine weitere besondere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass in und/oder auf dem Trägerkörper bzw. auf dessen Trägermaterial zumindest zwei Elektroden angeordnet sind, die einen Stromfluss und/oder eine Ladungsverschiebung zumindest in der Substanz, insbesondere im Salz, in den Poren des Trägermaterials des Trägerkörpers und/oder auf der Oberfläche des Trägerkörpers ermöglichen.

Diese Ausführungsform ermöglicht den Einsatz geringer Ströme und Spannung, was die Verwendung der neuen Sensoren, insbesondere in hochexplosiven Atmosphären ermöglicht. Zudem wird durch diese Ausführungsform die Verschiebung von Salzionen im Zuge des Stromflusses zwischen den beiden Elektroden vermieden, wodurch der Sensor nur äußerst geringen Alterungseffekten unterliegt.

Weiters kann vorgesehen werden, dass die Elektroden oberflächlich auf der Oberfläche des Trägerkörpers bzw. von dessen Trägermaterial angeordnet sind, und dass die Substanz in den Poren des Trägermaterials, und gegebenenfalls im Bereich zwischen den beiden Elektroden, angeordnet ist, wobei gegebenenfalls das Trägermaterial sowie zumindest eine der Elektroden zumindest teilweise mit einer Schicht der Substanz auf ihrer Oberfläche bedeckt sind. Hierbei wird vorteilhafterweise erreicht, dass direkt besonders einfach gefertigt werden können. Die Ausbildung der Elektroden geschieht dabei insbesondere durch Ausdampfen oder Aufsputtern der Metallschicht auf den Trägerkörper. Dabei ist insbesondere vorteilhaft, dass die Substanz im Bereich zwischen den beiden Elektroden angeordnet ist. Somit wird die zwischen den Elektroden gemessene Kapazität bzw. die Konduktanz sehr stark von der Umgebungsluft-Feuchtigkeit abhängig.

Dabei kann weiters vorgesehen werden, dass das Trägermaterial sowie zumindest eine der Elektroden zumindest teilweise mit einer Schicht der Substanz auf ihrer Oberfläche bedeckt sind. Dies ermöglicht zum einen eine besonders einfache Herstellung und weiters wird dadurch eine besondere starke Abhängigkeit der Luftfeuchtigkeit von der Konduktanz bzw. der Kapazität zwischen den beiden Elektroden erreicht.

Weiters kann vorgesehen werden, dass zumindest eine der Elektroden selbst das offenporige Trägermaterial des Trägerkörpers für die Substanz bindet. Dies bietet insbesondere den Vorteil, dass leitfähige poröse Materialien verwendet werden können, wobei ein zusätzlicher Aufdampfungs- bzw. Sputterschritt zur Erstellung der Elektroden entfallen kann. Weiters kann vorgesehen werden, dass die Elektroden in den Trägerkörper reichen bzw. diesen durchsetzen, wobei die mit der Substanz beschichteten oder gefüllten Poren des Trägerkörpers im Bereich zwischen den Elektroden angeordnet sind, sodass ein Stromfluss und/oder eine Ladungsverschiebung zwischen denselben ermöglicht ist. Dies ermöglicht besonders starke Abhängigkeiten der gemessenen Kapazität bzw. Konduktanz zwischen den beiden Elektroden von der jeweils herrschenden Luftfeuchtigkeit. Weiters wird eine besonders große Konduktanz bzw. Kapazität erzielt, wobei die Abhängigkeit der Konduktanz bzw. Kapazität zwischen den beiden Elektroden stark von der Luftfeuchtigkeit der Umgebung der Luft abhängt. Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass er Mittel zur Beheizung und/oder

Kühlung der Substanz, insbesondere einen Heizwiderstand oder ein Peltier-Element, aufweist, der oder das bevorzugterweise am Trägerkörper flächig anliegt. Hierdurch kann die Substanz besonders schnell durch Hitze getrocknet werden, was ein besonders rasches Ansprechen des Sensors auf die jeweilige Luftfeuchtigkeit ergibt. Weiters kann durch eine nachträgliche Kühlung, insbesondere durch ein Peltier-Element, die Geschwindigkeit des Luftfeuchtigkeitssensors weiter erhöht werden, indem die Temperatur vor Beginn der Messung abgesenkt wird. Dadurch bildet sich, insbesondere bei großen Temperaturdifferenzen zwischen Umgebungsluft und dem Sensor ein Kondensat, das in die Substanz eindringt und eine Veränderung der Kapazität bzw. Konduktanz zwischen den beiden Elektroden bewirkt. Durch diese beiden genannten Maßnahmen sind Ansprechzeiten des Sensors von unter einer Sekunde möglich.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sensors sieht vor, dass zumindest eine mit dem Trägerkörper elektrisch verbundene, insbesondere dotierte, Halbleiterschicht vorgesehen ist, wobei der Trägerkörper insbesondere als Basisschicht eines bipolaren Transistors fungiert.

Die Verstärkung des Transistors hängt sehr stark von der Umgebungsluftfeuchtigkeit ab, wodurch die zur Messung verwendete Energie bzw. die zur Messung verwendete Spannung weiter reduziert werden kann. Weiters kann vorgesehen werden, dass auf der Oberfläche des Trägerkörpers eine Antennenanordnung, insbesondere eine RFID-Antenne, angeordnet ist, die mit der Substanz zumindest teilweise überdeckt bzw. beschichtet ist.. Hierdurch wird die Resonanzfrequenz des RFID-Tag umgeändert, wodurch selektiv diejenigen RFID-Tag über die Auswahl der Frequenz angesprochen werden können, welche von Luft mit einer vorgegebenen Luftfeuchtigkeit umgeben sind.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass ein zur Antenne parallel geschalteter Kondensator an seiner Oberfläche mit der Substanz beschichtet ist, wobei die Substanz mit einem weiteren Kontakt eine parallel zur Antenne liegende Kapazität zur Energiespeicherung der vom RFID-Sender übertragenen Energie bildet, weiters eine digitale Sendeeinheit zur Übermittlung von digitalen Sendesignalen vorgesehen ist, die die Antenne treibt.

Dies ermöglicht die Fertigung eines besonders einfach aufgebauten Sensors mit einem digitalen Übertragungsprotokoll. Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Substanz ein Salzgemisch ist und einen

Anteil an Natrium-Ionen und Chlorid-Ionen von gemeinsam über 99 Gew% enthält, wobei weitere Anionen und/oder Kationen enthalten sind. Ein solcher Sensor weist eine über mehrere Größenordnungen stabile Kennlinie auf. Weiters kann vorgesehen sein, dass die Substanz einen Anteil von 0,005 bis 0,02

Gew% Kalium enthält. Weiters kann vorgesehen sein, dass die Substanz einen Anteil von 0,002 bis 0,08 Gew% Bromid-Ionen enthält. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Substanz einen Anteil von 0,0001. bis 0,006 Gew% Eisen-Ionen enthält. Diese Maßnahmen verbessern einzeln und in Kombination das Ansprechen des Sensors in trockener Umgebung.

Es kann auch vorgesehen sein, dass die Substanz einen Anteil von 0,001 bis 0,06 Gew% Calcium-Ionen enthält. Calcium-Ionen können der Salzmischung hinzugefügt werden und dienen als Trocknungsmittel und sorgen für die Stabilität und Festigkeit des Salzkristalls in den Poren.

Ferner kann auch vorgesehen sein, dass die Substanz einen Anteil von 0,0007 bis 0,02 Gew% Sulfat-Ionen enthält. Weiters kann vorgesehen sein, dass die Substanz einen Anteil von 0,0004 bis 0,04 Gew% Barium-Ionen enthält. Auch kann vorgesehen sein, dass die

Substanz einen Anteil von 0,0004 bis 0,02 Gew% Jodid-Ionen enthält.

Sulfat-, Barium- und/oder lodid Ionen können vorteilhaft eingesetzt werden, um die

Effekte von Verunreinigungen der Sensoroberfläche möglichst zu minimieren. Die Sulfatkonzentration kann so eingestellt werden, dass die Oberfläche des Sensors pH-neutral ist

Es kann auch vorgesehen sein, dass die Substanz einen Anteil von 0,0004 bis 0,02 Gew% Magnesium-Ionen enthält. Enthält das Salzgemisch Magnesium, so kann dieses besonders gut am Trägerkörper anhaften

Zudem kann vorgesehen sein, dass die Substanz einen Anteil von 0,0004 bis 0,008 Gew% Stickstoff enthält. Stickstoff verbindet sich mit dem in menschlicher oder tierischer Haut enthaltenen Ammoniak und Ammoniumsalzen und kann wirksam zu dessen Neutralisierung eingesetzt werden, um den pH-Wert der Sensoroberfläche neutral zu halten.

Ferner kann vorgesehen sein, dass die Substanz einen Anteil von 0,0001 bis 0,006 Gew% Phosphat-Ionen enthält. Phosphat-Ionen bilden selbst eine mikroporöse Schicht in der mikroporösen Schicht des Trägerkörpers und erreicht somit eine besonders gute Haftung in den Poren. Phosphat-Ionen haften sehr gut an der Oberfläche des Trägerkörpers. Durch die wasserunlöslichen Poren und durch die Verwendung von Phosphat-Ionen werden die Salze des Salzgemischs in der dichtest mögliche Packung (Kristallgitter) fest verankert. Zudem wird verhindert, dass durch Feuchtewasser angelöstes Salz ausgeschwemmt wird oder austropft.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Sensoren zueinander parallel, seriell oder als Kombination einer Seriellschaltung und einer Parallelschaltung geschaltet sind. Durch die unterschiedlichen verwendeten Substanzen kann eine Vielzahl unterschiedlicher Arbeitspunkte desselben Sensors eingestellt werden bzw. der Messbereich des Sensors über einen großen Bereich festgelegt werden. Zudem die besteht die Möglichkeit, festzustellen, ob, z.B. bei einem Transport, bestimmte, durch die in den Sensoren eingelagerten Substanzen festgelegte Luftfeuchtigkeiten überschritten worden sind, wodurch in den Sensoren eine planmäßig festgesetzte reversible Änderung des Sensorverhaltens stattfindet. Somit kann nach der Durchführung eines Vorgangs, beispielsweise eines Transportes, alleine anhand der elektrischen Eigenschaften der Schaltung festgestellt werden, ob bestimmte Arbeitspunkte überschritten worden sind. Weiters kann eine Sensoranordnung umfassend einen Luftschlauch, der über einen Teilbereich seiner Längserstreckung mit einem erfindungsgemäßen Sensor versehen ist, vorgesehen sein. Es ist weiters vorgesehen, dass eine Bypassleitung vorgesehen, die mit dem Luftschlauch an zwei in Längsrichtung beabstandeten Stellen luftleitend verbunden ist, wobei die Bypassleitung eine Öffnung aufweist, für den Zutritt von Feuchtigkeit zum Sensor. Mit einer solchen Vorrichtung kann die Feuchtigkeit von strömender Luft oder von strömenden Gasen besonders rasch und einfach ermittelt werden.

Dabei kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass der Sensor eine Beschichtung, insbesondere enthaltend oder aus PTFE oder porösem Silikonkautschik, geflochtenen Kunststoff, Edelstahlgitter, poröse Keramik, aufweist, die zwischen der Bypassleitung und dem Sensor angeordnet ist.

Dies verringert die Verschmutzung des Sensors und erhöht dessen Lebensdauer.

Ferner kann vorgesehen sein, dass die Oberfläche der Beschichtung größer ist als die Oberfläche des Sensors. Dies verlängert die Lebensdauer des Sensors zusätzlich.

Ein weiterer bevorzugter Aspekt der Erfindung sieht eine Sensorvorrichtung zur Ermittlung der in einem zu prüfenden Gegenstand enthaltenen bzw. gespeicherten Flüssigkeitsmenge, wobei die Sensorvorrichtung zumindest ein Heizelement und zumindest einen erfindungsgemäßen Sensor umfasst, vor.

Dabei ist vorgesehen, dass die Sensorvorrichtung im Betrieb zumindest ein, insbesondere durch Anlage an die Oberfläche des zu prüfenden Gegenstands, abschließbares Volumen ausbildet, wobei das Heizelement zum Erwärmen zumindest eines Teils der das Volumen begrenzenden Oberfläche des Gegenstands ausgebildet ist, und wobei der Feuchtesensor die Feuchtigkeit im Inneren des Volumens misst. So kann eine Sensorvorrichtung ein Gehäuse vorgesehen sein, das eine Stirnseite aufweist, in der eine durchgängige Öffnung ausgebildet ist und dass der Feuchtesensor die Öffnung von der der Stirnseite gegenüberliegenden Seite her dichtend verschließt, wobei das Volumen in, vor oder im Bereich der Öffnung ausgebildet ist.

Diese Ausgestaltung ermöglicht eine besonders einfache Ausbildung eines dichten Volumens.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass der Feuchtesensor, insbesondere über einen Wärmeleitkleber, mit dem Heizelement in Kontakt steht. Dies verbessert die Wärmeabfuhr.

Zudem kann vorgesehen sein, dass das Heizelement mit einem thermisch leitfähigen Körper, insbesondere bestehend aus Aluminium oder Aluminiumsinter, in Kontakt steht. Dies ermöglicht die Ausbildung einer thermisch besonders stabilen Sensorvorrichtung.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Heizelement als Peltier- Element ausgebildet ist und dass zwischen dem Gehäuse, dem Körper, dem Heizelement und dem Feuchtesensor ein vom Volumen getrenntes weiteres Volumen ausgebildet ist. Dies verhindert einen thermischen Kurzschluss des Peltier-Elements und verbessert den Wirkungsgrad. Zusätzlich wird die Regelung der Temperatur im Volumen vereinfacht.

Weiters kann vorgesehen sein, dass das Gehäuse einen Kanal aufweist und/oder dass der Körper eine fortlaufende Ausnehmung aufweist, wobei zwischen dieser fortlaufenden Ausnehmung und dem Gehäuse ein Kanal ausgebildet ist.

Dies vereinfacht die Führung der elektrischen Anschlüsse des Feuchtesensors und des Heizelements.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Körper, das Heizelement und der Feuchtesensor im Gehäuse verpresst sind, wobei das Gehäuse gegebenenfalls mit dem Körper verschraubt ist. Ein so erstelltes Volumen ist besonders dicht. Luft kann vom Volumen nicht in das Innere der Sensorvorrichtung entweichen. Insbesondere kann sich Feuchtewasser nicht im weiteren Luftvolumen absetzen.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht eine Vorrichtung vor, die zumindest einen Sensor oder eine Sensoranordnung auf bzw. in einer Halterung aus einem feuchte-invarianten, insbesondere nicht-magnetisierbaren, und/oder nichtleitendem Material umfasst. Dies ermöglicht die Ausbildung von besonders robusten Sensoren und verringert zusätzlich die feuchtigkeitsbedingte Materialausdehnung des Sensors bzw. der Sensoranordnung_;

Weiters kann erfindungsgemäß eine Vorrichtung zu Bestimmung der Feuchte, die einem zum zu analysierenden Material, insbesondere zur zu untersuchenden Haut, hin eine Öffnung aufweisenden, nach Auflegen auf dem Material, insbesondere der Haut, von einer Wandung aus einem nicht-korrosiven, feuchte-invarianten, bevorzugt elektrisch nichtleitenden, nicht magnetisierbaren Material, umschlossenen, ein definiertes Volumen aufweisenden Analyseraum aufweist, wobei zumindest in einem Teilbereich der Wandung zumindest ein zum genannten Analyseraum hingerichteter Feuchte-Sensor oder eine Feuchte-Sensoranordnung angeordnet ist oder aber zumindest ein Teilbereich der Wandung selbst aus bzw. mit einem derartigen Sensor oder einer derartigen Sensoranordnung gebildet ist, vorgesehen sein. Dies hat den Vorteil, dass die Luftfeuchtigkeit unabhängig von den Luftbewegungen der Umgebungsluft gemessen werden kann. Zudem kann die im Analyseraum befindliche Luft einfach erwärmt oder abgekühlt werden.

Weiters kann vorgesehen werden, dass am Rand des Analyseraums eine Mehrzahl von Feuchte-Sensoren angeordnet ist. Hierdurch kann eine besonders genaue Aussage über die Feuchteverteilung im Analyseraum getroffen werden.

Weiters sieht die Erfindung ein Verfahren Verfahren zur Herstellung eines

Trägerkörpers und/oder -Sensors zur Bestimmung der Feuchtigkeit von Materialien vor. Dabei ist vorgesehen, dass die Lösung einer Feuchte-Wasser aus einem umgebenden Material oder Gas- bzw. Luftraum reversibel und reproduzierbar aufnehmenden und/oder an das Material oder den Gas- bzw. Luftraum abgebenden Substanz, vorzugsweise eines derartigen Salzes, auf die innere und gegebenenfalls die äußere Oberfläche des Trägerkörpers aus bzw. mit einem offenporig porösen, luftfeuchte-invarianten, nichthygroskopischen und hohe innere Steifigkeit aufweisenden Trägermaterial aufgebracht wird, und der Trägerkörper bzw. das mit der Lösung der Substanz beaufschlagte Trägermaterial auf eine vorgegebene Temperatur für eine zumindest teilweise Verdampfung des Lösungsmittels erhitzt wird und sich die zuerst in Lösung vorliegende Substanz in den Poren des Trägermaterials, und gegebenenfalls auf dessen Oberfläche verfestigt und dort ortsfest und unverschieblich festgesetzt wird.

Durch dieses Verfahren kann eine Salzschicht auf bzw. in den Poren des Trägermaterials besonders einfach und zielgenau hergestellt werden. Zudem wird durch die besondere Kristallisation ein besonders gutes Kleben der Substanz an der Wand der Poren möglich, was zu einer hohen mechanischen Festigkeit führt. Ein Ablösen der Substanz 3 vom Trägerkörper 2 ist somit nur mehr durch gründliches Ab- bzw. Ausspülen der Substanz aus dem Trägerkörper, beispielsweise mit Wasser, möglich. Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass während des Aufbringens oder nach dem Aufbringen der Lösung der Substanz auf den Trägerkörper die relative Luftfeuchtigkeit der den Trägerkörper umgebenden Luft abgesenkt wird und das Salz vollständig getrocknet wird und/oder dass während des Aufbringens oder nach dem Aufbringen der Lösung der Substanz auf den Trägerkörper die Umgebungstemperatur des Trägerkörpers auf zumindest 30°C festgesetzt wird.

Dies ermöglicht eine besonders rasche Herstellung eines Luftfeuchtesensors sowie eine hohe Gleichmäßigkeit des so hergestellten Sensors. Die Umgebungsluftfeuchtigkeit vom Verfahren ist vom verwendeten Salz als auch von der Salzmischung abhängig. Besonders vorteilhaft erweist sich eine möglichst niedrige Umgebungsfeuchtigkeit, da eine Trocknung auch für Salze möglich wird, die ab einer bestimmten Umgebungsluftfeuchtigkeit nicht mehr in komplett fester Form vorliegen. Bei geringer Umgebungsluftfeuchtigkeit liegen damit reversible Luftfeuchtigkeitskennlinien vor.

Weiters kann bevorzugterweise vorgesehen werden, dass als Trägermaterial ein Leiterplattenmaterial eingesetzt wird, in den mittels eines Lasers, insbesondere sackförmige, Löcher, Poren oder Ausnehmungen eingebrannt werden. Dies ermöglicht eine besonders einfache Fertigung eines erfindungsgemäßen Sensors auf einer Leiterplatte und beschleunigt den Herstellungsprozess, insbesondere in Kombination mit einer Auswerteschaltung.

Ein besonderer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass der Vorgang des Aufbringens der Lösung und der anschließende Trocknungsprozess wiederholt, insbesondere zumindest zweimal, wiederholt, wird. Dadurch wird eine äußerst gleichmäßige Salzschicht sowie ein besonders gutes Anhaften der Salzschicht an den Wänden der Poren des Trägermaterials erreicht. Durch das mehrmalige Trocknen und das anschließende Auflösen der Substanz wird eine besonders gleichmäßige Verteilung der Substanz in den Poren erreicht und eine reproduzierbare Verteilung der Substanz im Sensor ermöglicht.

Weiters kann vorgesehen werden, dass die Salzschicht auf den Trägerkörper mittels eines Spraycoating-Verfahrens aufgebracht wird, wobei das im Lösungsmittel gelöste Salz, insbesondere im Vakuum, auf den Trägerkörper aufgesprüht wird, wobei sich im Bereich oberhalb des Trägerkörpers ein Nebel der Lösung bildet, der sich auf den in Rotation versetzten Trägerkörper niederschlägt und eine sehr dünne Salzschicht ausbildet. Dadurch wird eine besonders dünne Salzschicht erreicht, die gut reproduzierbare Ergebnisse liefert.

Ein weiterer besonderer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass zur Aufbringung von Salz auf den Trägerkörper eine Salzlösung in flüssiger oder gasförmiger Form unter hohem Druck in den Trägerkörper eingesprüht bzw. eingespritzt wird, wobei gegebenenfalls ein positionierbarer Druckkopf zur Ausrichtung des Dampf- bzw. Flüssigkeitsstrahls auf den Trägerkörper verwendet wird. Hierdurch kann ein besonders tiefes Eindringen des in Lösung befindlichen Salzes in den Trägerkörper erreicht werden. Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht ein einfaches und effizientes Verfahren zum Desinfizieren eines erfindungsgemäßen Sensors vor, wobei der Trägerkörper des Sensors für eine vorgegebene Zeit mit Wasserdampf beaufschlagt wird, der eine vorgegebene Temperatur von über 61 ,5°C aufweist.

Die Erfindung wird im Folgenden ohne Einschränkung an einer Anzahl von Ausführungsbeispielen dargestellt.

Dabei zeigen Fig. 1 eine mögliche Ausführungsform der Erfindung mit einem Grundkörper 2 aus Al₂0₃ mit einer rauen Oberfläche, Fig. 2 eine Ausführungsform der Erfindung mit feinkörnigem Al₂0₃ als Trägermaterial eines Trägerkörpers und geringer Oberflächenrauigkeit, Fig. 3 eine Ausführungsform mit Platinelektroden und mittlerer Rauigkeit bei einem Elektrodenabstand von etwa 10 μητι, Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht der Salzschicht auf einer Elektrode. Fig. 5 und 6 zeigen Oberflächenstrukturen des Sensors mit glattem Oberflächenverlauf. In den Fig. 7 und 8 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit Goldelektroden mit einer größeren Rauhigkeit und einem Elektrodenabstand von 16 pm dargestellt. Weiters zeigen Fig. 9 die Bildung oberflächlicher Kristalle bei sehr hoher Konzentration der Substanz, Fig. 10 eine mögliche Ausführungsform einer Sensorschaltung mit einer Vielzahl von Feuchtigkeitssensoren, Fig. 1 1 zeigt schematisch die Anordnung eines RFID-Feuchtigkeitssensors. Fig. 12 einen Sensor, der sich bei Überschreitung einer vorgegebenen Temperatur irreversibel ändert, Fig. 13 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sensors mit einer Vielzahl von Elektroden, Fig. 14 eine Ausführungsform eines RFID-Sensors mit einer RFID-Antenne und einer Salzbeschichtung, Fig. 15 eine Ausführungsform der Erfindung analog zu Fig. 14 mit tieferen durchgängigen Poren, die beispielsweise durch Ätzen oder Einbrennen mittels eines Lasers erreicht werden, Fig. 16 eine Ausführungsform der Erfindung mit Durchströmungskanälen, Fig. 17 eine Ausführungsform der Erfindung, die beidseitig offene Poren sowie eine Beschichtung mit der Substanz aufweist. Mit einer solchen Vorrichtung können Luftfeuchtigkeitsdifferenzen gemessen werden. Die Fig. 18 zeigt eine zu Fig. 17 analoge Ausführungsform mit durchgängigen Durchströmungskanälen, Fig. 19 eine Ausführungsform der Erfindung mit einem Heizwiderstand und einem Peitierelement zur Erzielung von raschen Ansprechzeiten des Sensors, Fig. 20 eine Abbildung eines porösen Basismaterials, in dessen Poren die Substanz kristallisieren kann, Fig. 21 bis 23 oberflächliche Aufnahmen unterschiedlicher Kristallisationsformen von Salzen auf dem Trägermaterial, Fig. 24 eine Ausführungsform der Erfindung in Draufsicht mit zwei Elektroden und einer Vielzahl von zwischen diesen Elektroden angeordneten Poren, Fig. 25 eine mögliche Seitenansicht der in Fig. 24 dargestellten Ausführungsform der Erfindung, Fig. 26 eine weitere Variante der in Fig. 24 dargestellten Ausführungsform der Erfindung in einer Seitenansicht und Fig. 27 eine dritte Variante der in Fig. 24 dargestellten Ausführungsform der Erfindung in einer Seitenansicht. Fig. 28 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Messschaltung mit einem erfindungsgemäßen Sensor. Fig. 29 zeigt die Messschaltung der Fig. 28 mit einer Ersatzschaltung des erfindungsgemäßen Sensors und Fig. 32 zeigt einen Sensor zur Bestimmung der Hautfeuchte. Fig. 30 zeigt einen npn-Transistor mit einer Basisschicht, in deren porösen Trägerkörper Salz eingebracht ist. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen dieser Weiterbildung der Erfindung sind in den Fig. 31a bis 31f dargestellt Fig. 32 zeigt eine Vorrichtung zur Detektion der Luftfeuchtigkeit oberhalb einer Feuchtigkeit abgebenden Oberfläche. Fig. 33 zeigt eine weitere biegsame Ausführungsform der Erfindung auf einer Kunststofffolie. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Sensors ist in Fig. 34 dargestellt und dient zur Messung der Luftfeuchtigkeit in Luftleitungen. Ein weiteres Ausführungsbeispiel, das in Fig. 3 5~ dargestellt ist, zeigt einen speziell ausgebildeten Messkopf. Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 36 dargestellt und zeigt die Reinigung und Desinfektion eines erfindungsgemäßen Sensors.

Eine erste Ausführungsform der Erfindung ist mit einem rauen Trägerkörper 2 ausgebildet, der eine Vielzahl von oberflächlich ausgebildeten Aufwölbungen 201 aufweist. Der Trägerkörper 2 besteht aus rauem porösem Al₂0₃. In dieser Ausführungsform sind zwei Aufwölbungen 201 dargestellt, von denen die beiden äußeren Aufwölbungen 201a und 201c mit einer Metallschicht überzogen sind. Diese Metallschicht wird beispielsweise bei der Herstellung auf den Grundkörper 2 aufgedampft bzw. aufgesputtert. Die mittlere Aufwölbung 201 b weist aufgrund der inneren Struktur des Trägerkörpers 2 eine poröse Grundstruktur auf, die mit einer Substanz 3, im vorliegenden Fall Natriumchlorid in NaCI ausgefüllt ist.

Weiters ist eine Aufbringung der Salzschicht auf den Trägerkörper 2 mittels eines Spraycoating-Verfahrens möglich. Dabei wird das in einem Lösungsmittel gelöste Salz, insbesondere im Vakuum, auf den Trägerkörper 2 aufgesprüht, wobei sich im Bereich oberhalb des Trägerkörpers 2 ein Nebel der Lösung bildet, der sich auf den in Rotation versetzten Trägerkörper 2 niederschlägt und eine sehr dünne Salzschicht 32 ausbildet.

Eine weitere Möglichkeit zur Aufbringung von Salz auf den Trägerkörper besteht darin, eine Salzlösung in flüssiger oder gasförmiger Form unter hohem Druck in den Trägerkörper 2 einzusprühen bzw. einzuspritzen. Dabei kann ein positionierbarer Druckkopf zur Ausrichtung des Dampf- bzw. Flüssigkeitsstrahls auf den Trägerkörper 2 verwendet werden. Dabei gelangt die Lösung sehr gut in Poren tiefer Schichten des Trägerkörpers 2.

Wie in Fig. 1 dargestellt, weist der Grundkörper 2 eine Anzahl von mehrere Poren verbindenden Kanälen 31 auf, die mit dieser Substanz ausgefüllt sind. Auch die Metallschicht, die die beiden äußeren Aufwölbungen 201a, 201 c überdeckt, weist eine Anzahl von Poren oder Mikroausnehmungen 33 auf, die mit der Substanz 3 ausgefüllt sind. Einerseits kann das Metall selbst porös ausgebildet sein. Andererseits weisen viele Metalle eine raue Oberfläche auf, was ausreicht, dass genügend Mikrounebenheiten oder kleine Löcher bestehen, wo das Salz sich verankern kann.

Die gesamte Sensoranordnung, umfassend den Grundkörper 2, die Metallbeschichtungen auf den beiden äußeren Aufwölbungen 201a, 201 c sowie die mittlere, mit Salz aufgefüllte Aufwölbung 201 b ist mit einer Salzschicht 32 überzogen bzw. bedeckt. Die Salzschicht, die aus Natriumchlorid NaCI besteht, steht mit den mit Salz ausgefüllten Kanälen 31 sowie den in den Ausnehmungen 33 befindlichen Salzanteilen in Verbindung. Die beiden Metallschichten bilden Elektroden, an denen eine Wechselspannung angelegt werden kann, wodurch ein Stromfluss bzw. eine Ladungsverschiebung zwischen den beiden Elektroden 4 gemessen werden kann. Für die äußere Kontaktierung ist es dabei insbesondere vorteilhaft, dass die Salzschicht an der Kontaktstelle mit der äußeren Zuleitung die Elektroden 4 nicht zur Gänze abdeckt, sodass eine unmittelbare Kontaktierung der Zuleitung mit der Metallschicht möglich ist. Die Salzeinbringung ist üblicherweise der letzte Fertigungsschritt. Nachfolgende Schritte zur Aufbringung einer Isolierung sind möglich, wenn die Isolierung wasserdampfdurchlässig ist. Als Elektrodenmaterial wird in dieser Ausführungsform der Erfindung Platin verwendet.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, wobei der Grundkörper 2 eine feinere Oberflächen-Struktur aufweist. Als Grundkörper 2 wird ein feineres hoch- bzw. totgebranntes Aluminiumoxid Al₂0₃ verwendet, das eine geringere Porengröße aufweist, als das gemäß Fig. 1 verwendete Aluminiumoxid. Auf der Oberfläche des aus Aluminiumoxid bestehenden Grundkörpers 2 sind zwei Elektroden 4, bestehend aus Gold, angeordnet. Die die Elektroden 4 bildende Goldschicht 33 weist oberflächlich poröse Ausnehmungen 33 auf. Im Bereich 220 des Trägerkörpers zwischen den beiden Elektroden 4 liegt Salz 3' in Kanälen 31 des porösen Trägermaterials des Trägerkörpers 2 vor. Die Goldelektroden müssen nicht porös sein. Es reicht die normale Oberflächenrauigkeit für die Verankerung der Salzschicht auf den Elektroden aus, da Mikrolöcher und Unebenheiten beim Herstellungsprozess der Elektroden auf natürliche Weise entstehen und statistisch verteilt sind. Diese Salzkanäle reichen bis zur Oberfläche des Trägerkörpers 2, an der auch die beiden Elektroden 4 angeordnet, nämlich aufgedampft oder augesputtert sind.

Wie im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist auch in diesem Ausführungsbeispiel der Sensor 1 zur Gänze mit einer Schicht aus Natriumchlorid überzogen. Diese Schicht aus Natriumchlorid steht mit dem in den Kanälen 31 befindlichen Natriumchlorid in Verbindung und füllt auch die Ausnehmungen 33 in den Metallschichten der Elektroden 4 aus. Eine Kontaktierung der Elektroden 4 erfolgt in Analogie zur Ausführungsform der Fig. 1.

Die Herstellung einer der beiden Ausführungsformen der Fig. 1 oder 2 erfolgt, wie im Folgenden beschrieben: ln seiner ursprünglichen Form weist der Trägerkörper 2 eine raue Oberfläche, wie in Fig. 1 dargestellt, oder aber eine glatte Oberfläche, wie in Fig. 2 dargestellt, auf. Im nächsten Schritt werden Metallschichten auf den Trägerkörper 2 aufgedampft bzw. aufgesputtert, wobei diese Metallschichten anschließend als Elektroden 4 zur Kontaktierung mit externen Bauelementen verwendet werden. Die Elektroden 4 weisen dabei typischerweise eine Schichtdicke von 0,5 pm auf.

In einem weiteren Schritt wird in den Zwischenbereich 220 des Trägerkörpers 2 zwischen den beiden Elektroden 4 bzw. auf die Auswölbung 201 b zwischen den beiden Elektroden 4 mittels einer Pipette eine Lösung aufgetropft. Diese Lösung enthält vorteilhafterweise Wasser als Lösungsmittel und Natriumchlorid als gelöstes Salz. Durch Aufbringen eines Tropfens in den Bereich 220 bzw. die Aufwölbung 201 der Oberfläche des Trägerkörpers 2 gelangt das Salz in die Kanäle 31 und füllt diese auf. Anschließend wird der Trägerkörper 2 auf eine Temperatur von beispielsweise 40^eC erhitzt, wodurch sich das Wasser aus den Poren 32 verflüchtigt und sich das Salz 3 mit dem porösen Trägermaterial des Trägerkörpers 2 verbindet bzw. an dessen Oberfläche auskristallisiert. Durch die oberflächliche Benetzung des porösen Trägerkörpers 2 gelangt das Salz 3 sehr weit in den Trägerkörper 2 hinein und wird insbesondere homogen darin verteilt. Nach dem Verdampfen bzw. Verdunsten des Lösungsmittels liegt das Salz 3 in Kristallform fest mit dem Trägermaterial des Trägerkörpers 2 verbunden vor.

Um eine höhere Salzkonzenträtion zu erreichen, ist es vorteilhaft, den Schritt des

Aufbringens der Lösung und den anschließenden Trocknungsprozess einige Male zu wiederholen. Insbesondere ist es vorteilhaft, dies in einer sehr trockenen Atmosphäre vorzunehmen, bei der die relative Luftfeuchtigkeit der den Trägerkörper 2 umgebenden Luft unter einen Wert, je nach Salz verschieden, beispielsweise von 50. % abgesenkt ist. Während oder nach dem Aufbringen der Lösung auf dem Trägerkörper 2 wird dessen Umgebungstemperatur auf etwa 40°C festgesetzt. Die mehrmalige Wiederholung des Aufbringens der Lösung sowie des anschließenden Trocknungsprozesses sorgt für eine gleichmäßige homogenere Beschichtung, da Teile des getrockneten Salzes wieder feucht werden und erneut bei Trocknung kristallisieren. Es besteht damit genug Zeit für eine optimale Ausnutzung des Porenraumes.

Eine photographische Abbildung eines Sensors mit glatter Oberflächenstruktur, schematisch dargestellt in Fig. 2, ist in Fig. 3 dargestellt. Fig. 20 zeigt eine Aluminiumoxidstruktur, die zur Ausbildung eines Trägerkörpers 2 verwendet werden kann. Dabei sind die beiden, mit den Bezugszeichen 41 , 41' bezeichneten Bereiche Abbildungen der von der Salzschicht bedeckten Elektroden, die beiden übrigen Bereiche 42, 42' zeigen die von der Salzschicht 32 bedeckten Zwischenbereiche mit den von der Salzschicht ausgefüllten Poren 31. Fig. 4 zeigt die Oberflächenstruktur der Salzschicht im Bereich oberhalb der Elektrode 4. Die beiden Elektroden haben einen Abstand von 10pm und eine Dicke von ebenfalls etwas 10 pm. Besonders augenscheinlich ist die Ausbildung relativ großer homogener Salzkristalle im Bereich oberhalb der Elektroden 4 sowie eine eher zerklüftete Oberflächenstruktur im Bereich zwischen den Elektroden.

Die Fig. 5 zeigt eine Aufnahme der Oberflächenstruktur zwischen den beiden Elektroden mit einer geringen Salzkonzentration. Auffällig sind dabei der relativ glatte Oberflächenverlauf und die geringe Anzahl von oberflächlichen Salzkristallen 421. Je niedriger die Konzentration des Salzes desto weniger Salzkristalle sind an der Oberfläche. Eine niedrige Trocknungstemperatur bietet ausreichend Zeit zur Erreichung einer homogenen Verteilung während der Kristallisation.

Fig. 6 zeigt eine mit der in Fig. 5 dargestellten Oberfläche vergleichbare Oberfläche, jedoch mit einer höheren Salzkonzentration. Man sieht deutlich die erhöhte Anzahl von oberflächlich angeordneten Salzkristallen 421.

Fig. 7 zeigt eine rauere Oberflächenstruktur, ähnlich der in Fig. 1 dargestellten

Oberflächenstruktur. Aufgrund der großen Oberflächenrauigkeit werden die Elektroden sowie der Zwischenbereich der Elektroden mit Abständen von 15 pm gefertigt.

Fig. 8 zeigt zwei mit einer Salzschicht überdeckte Elektroden 41 sowie einen Zwischenbereich 42, in dem der Trägerkörper 2 unmittelbar mit Salz überdeckt ist.

Fig. 9 zeigt einen mit einer äußerst großen Salzkonzentration erstellten

Oberflächenbereich im Zwischenbereich zwischen den beiden Elektroden. Deutlich zu sehen sind viele, relativ große Salzkristalle mit einer Größe von bis zu 800 nm. Grundsätzlich bilden sich bei der Verwendung einer Salzlösung höherer Konzentration zur Herstellung eines Sensors mehr und größere Kristalle an der Oberfläche aus, wobei das Kristallwachstum bei Zunahme der Temperatur gefördert wird. Weiters wird das Kristallwachstum durch das Material selbst bestimmt, je unedler das verwendete im Salz vorliegende Metall ist, desto mehr Kristallwachstum stellt sich ein. Zusätzlich ist das Kristallwachstum abhängig von der Rauigkeit des Grundkörpers 2, wobei sich bei größerer Rauigkeit ein größeres Kristallwachstum einstellt.

Durch das Verwenden mehrerer Salzschichten horizontal nebeneinander können mehrere Luftfeuchtigkeitssensoren auf demselben Substrat realisiert werden, die unterschiedliche Eigenschaften besitzen. Eine andere Möglichkeit ist die Verwendung von Salzgemischen, die horizontal nebeneinander angeordnet werden können. Im Folgenden wird kurz der Betrieb eines in den Fig. 1 oder 2 dargestellten Sensors

100 beschrieben:

Der Sensor 100 wird mit seinen beiden Elektroden 4 an eine Wechselspannungsquelle 17 angeschlossen, die auf die beiden Elektroden eine Spannung von etwa 25m , typischerweise von 100 mV bis zu 1V, aufprägt. Die aufgeprägte Wechselspannung hat beispielsweise eine Frequenz von 35 kHz bis 5 MHz. Zur Bestimmung der Kapazität bzw. Konduktanz zwischen den beiden Elektroden 4 kann eine Strommesseinrichtung 16 in Serie mit dem Sensor 1 geschaltet werden. Eine solche Messschaltung ist in Fig. 28 dargestellt.

Um einen Alterungsprozess möglichst zu vermeiden, sollte die für die Messung verwendete Frequenz etwa im Bereich von 50 kHz bis 5 MHz liegen. Weiters kann die Konduktanz durch eine Vielzahl von Verfahren gemessen werden, beispielsweise mit der IV- Methode, der RF-IV-Methode oder der auto-balancing-Methode.

Trifft nun in der Luft gelöstes Feuchtigkeitswasser bzw. Wasserdampf auf den Sensor

100 auf, dringt dieses Wasser in die Salzschicht 32 sowie in die darunter liegenden Poren 31 ein, da Natriumchlorid hygroskopisch ist. Durch die Aufnahme des Wassers in den Poren wird erreicht, dass sich sowohl die Konduktivität als auch die Permittivität lokal in den Kanälen 31 , wie auch in der Salzschicht 32 erhöht. Ferner ändert sich durch die Aufnahme von Wasser die Porengeometrie, sodass sich die Kapazität bzw. Konduktanz des gesamten Sensors ändert. Ein Ersatzschaltbild dieser Messschaltung mit einer Spannungsquelle 16, einer Strommesseinrichtung 17 und zwei parallel geschalteten luftfeuchte-abhängigen Bauelementen, nämlich einem Kondensator 18 sowie einem Widerstand 19, ist in Fig. 29 dargestellt.

Ein weiterer Anwendungsfall eines erfindungsgemäßen Sensors besteht darin, eine Erhöhung der Luftfeuchtigkeit über eine bestimmte relative Feuchtigkeit zu detektieren. Insbesondere kann es erforderlich sein, dies für eine Vielzahl von Schwellenwertluftfeuchtigkeiten durchzuführen. Hierbei wird der Effekt ausgenutzt, dass jedes Salz bei einer bestimmten relativen Feuchtigkeit durch einen einmaligen Aggregatszustandswechsel von fest auf flüssig eine irreparable Änderung der Beschichtung vollzieht. Im Extremfall tropft bzw. tropfen das Salz oder Teile des Salzes als Tropfen ab, gegebenenfalls kann sich noch die Gleichmäßigkeit der Salzbeschichtung verändern, wodurch dauerhafte Kapazitätswertsänderungen oder Konduktanzänderungen auftreten. Somit kann anhand eines erfindungsgemäßen Sensors unmittelbar und eindeutig festgestellt werden, ob eine Luftfeuchtigkeitssteigerung über einen Schwellenwert erreicht worden ist. In der folgenden Tabelle werden die relativen Feuchtigkeitswerte für eine Vielzahl von Salzen beschrieben:

Salz funktioniert bis etwa Ammoniumdihydrogenphosphat 100%

Natriumchlorid 100%

Ammoniumnitrat 90%

Magnesiumnitrat 75%

Natriumdichromat 60%

Kaliumkarbonat 50%

Magnesiumchlorid 40%

Magnesiumchlorid 30%

Lithiumchlorid 10%

Abhängig von der Temperatur wird die Luftfeuchtigkeitsschwelle der Salze verändert.

Jedes der genannten Salze wird durch eine unterschiedliche relative Feuchtigkeit auf dem Sensor irreversibel verändert. Um beispielsweise einen Sensor herzustellen, der bei 85% relativer Luftfeuchtigkeit irreversibel zerstört wird, kann an Stelle des in den Fig. 1 oder 2 dargestellten Salzes auch Ammoniumnitrat und Magnesiumnitrat verwendet werden. Um eine irreversible Zerstörung bei 80% relativer Luftfeuchtigkeit zu erreichen, ist es vorteilhaft Ammoniumnitrat und Magnesiumnitrat im Verhältnis 1 :2 in die Poren des Trägerkörpers einzubringen bzw. und gegebenenfalls den Trägerkörper mit einer derartigen Mischung zu beschichten. Das Herstellungsverfahren eines derartigen Sensors wird dahingehend abgeändert, dass die Lösung mit den gleichen Massenanteilen Natriumchlorid und Kaliumchlorid gebildet wird. Die Schwellen Iwert-Luftfeuchtigkeit, die zur Zerstörung eines erfindungsgemäßen Sensors erforderlich ist, verhält sich bei Mischungen von Salzen bzw. Substanzen 3 etwa gemäß dem mit den mit den Massenteilen der jeweiligen Substanzen gewichteten Mittelwert derjenigen Schwellenwertluftfeuchtigkeiten, die zur Zerstörung eines Sensors mit den beiden Reinstoffen führen.

Eine Detektionsschaltung zur Detektion einer einmaligen Überschreitung einer vorgegebenen Schwellen luftfeuchtigkeit ist in den Fig. 10 und 12 dargestellt. Fig. 12 zeigt die Parallelschaltung einer Vielzahl von Luftfeuchtigkeitssensoren 1a, 1b, 1c 1 n. Jeder dieser Sensoren hat eine unterschiedliche Schwellenwert-Luftfeuchtigkeit, oberhalb derer eine irreversible Zerstörung des jeweiligen Sensors stattfindet. Nach Abschluss der Fertigung liegt eine Parallelschaltung der Sensoren vor, wobei jeder der Sensoren intakt ist. Bei einer vorgegebenen Temperatur- und Luftfeuchtigkeit kann somit eine Kapazität bzw. eine Leitfähigkeit bestimmt werden. Jeder der einzelnen Sensoren weist eine unterschiedliche Schwellenwert-Luftfeuchtigkeit auf.

Im Folgenden Beispiel werden die Luftfeuchtigkeitssensoren, deren Schwellenwert- Luftfeuchtigkeiten in Abständen von jeweils 10% abgestuft sind, in einer Parallelschaltung angeordnet. Erreicht, wie in Fig. 12a dargestellt, die relative Luftfeuchtigkeit einen Wert von über 20, jedoch unter 30%, wird der Sensor 1d irreversibel zerstört, der Sensor 1 c mit einer Schwellenluftfeuchtigkeit von 30% bleibt jedoch intakt. Wird die relative Feuchtigkeit auf 44% relative Luftfeuchtigkeit angehoben, werden die Sensoren 1 b, 1c und 1d irreversibel zerstört, der Sensor 1 h bleibt hingegen intakt.

Beispielsweise kann eine derartige Sensoranordnung gemeinsam mit einem Transportgut transportiert werden, wobei die maximal zulässige Luftfeuchtigkeit für das Transportgut 30% beträgt. Zu Beginn des Transports ist jeder der Sensoren 1a, 1 b, 1 c, 1d vollkommend intakt. Durch eine Luftfeuchtigkeiterhöhung auf 27% im Zuge des Transportes wird der Sensor 1d zerstört. Nach Erhalt des Transportgutes kann der Sensor an eine Auswerteeinheit angeschlossen, wodurch somit die irreversible Zerstörung der einzelnen Sensoren bestimmt werden kann. Wird ein Sensor irreversibel zerstört, so werden dessen Leitwert sowie dessen Kapazität erheblich verringert. Dadurch wird auch der Leitwert bzw. die Kapazität der Gesamtanordnung verringert, was mittels einer Auswerteeinheit, insbesondere mit der in Fig. 29 dargestellten Auswerteeinheit, gemessen werden kann. Beträgt die maximale Luftfeuchtigkeit während des gesamten Transportes 27%, wie in Fig. 12a dargestellt, kann davon ausgegangen werden, dass das Transportgut unversehrt ist.

Liegt hingegen ein Fall von höherer Luftfeuchtigkeit vor, beispielsweise wie im Fall der Fig. 12b, sind drei der vier Luftfeuchtigkeitssensoren 1b, 1 c, 1d irreversibel zerstört, der Leitwert der gesamten Anordnung entspricht dem Leitwert des einzig intakten Sensors 1 a. Ist der Leitwert sowie die Kapazität für den nach der Feststellung der Zerstörung der Sensoren 1 b,1c,1d unterhalb einer vorgegebenen Schwelle, kann davon ausgegangen werden, dass auch das Transportgut während des Transportes durch die zu hohe Luftfeuchtigkeit zerstört bzw. beansprucht wurde.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die in Fig. 13 dargestellt ist, umfasst eine Vielzahl von Elektroden, die aus einem porösen Material bestehen bzw. aus einem Material bestehen, das oberflächlich Ausnehmungen aufweist. Diese Ausnehmungen sind, wie auch die Poren des Trägerkörpers 2, mit einem Salz 3 ausgefüllt. Dabei kann über die Aufnahme bzw. den Einbau von Salzkristallen in die Elektroden eine zusätzliche Steigerung der Kapazität bzw. der Konduktanz erzielt werden.

Eine besondere Weiterbildung der Erfindung zur Erfassung der Feuchtigkeit von Gewebe, insbesondere menschlicher oder tierischer Haut, ist in den Fig. 33 näher dargestellt. Dabei handelt es sich um einen Grundkörper 2, der eine Ausnehmung 201 aufweist. Das Trägermaterial des Trägerkörpers 2 ist, wie auch in den vorigen Beispielen beschrieben, porös ausgebildet, wobei das zur Erhöhung der Kapazität bzw. Konduktanz verwendete Salz sowohl in den Poren 31 des Grundkörpers 2 als auch in einer den Grundkörper 2 überdeckenden Schicht enthalten ist. Die Schicht bzw. die Poren 31 , 32 sind im Bereich der Ausnehmung 201 des Trägerkörpers 2 angeordnet. Die Ausnehmung ist dabei derart ausgebildet, dass bei Auflegen des Grundkörpers 2 auf eine dargestellte Gewebeschicht 7 die Ausnehmung 201 einen Analyseraum 83 begrenzt. Dabei ist die Salzschicht 32 mit dem im Inneren des Analyseraums 83 befindlichen Gas, vorzugsweise Luft, in Kontakt. Ausnehmung 201 durch Öffnung 81 ersetzen. In den Trägerkörper 2 sind zwei Elektroden 4 eingebracht, die den Trägerkörper 2 vollständig durchsetzen.

Die Fig. 14 bis 16 zeigen einen Sensor 100, dessen Trägerkörper 2 im Bereich zwischen den beiden Elektroden 4 vollkommen mit Kanälen 31 mit Salz-Beschichtung durchsetzt ist. Der Trägerkörper 2 weist eine Öffnung 81 auf, die bei Auflage auf einen Feuchtigkeit abgebenden Körper einen Analysenraum 83 ausbildet. Diese Öffnung 20 weist, insbesondere die Form einer Wanne auf. Die Größe dieser Wanne determiniert den Analysenraum 83, wobei durchaus unterschiedliche Wannengrößen und Wannenformen möglich sind. Die Höhe der Wanne, somit der Abstand der Salzschicht 32 zu vermessenden Objekt 121 beträgt etwa 1-5 mm.

Ein weiteres Merkmal der Ausführungsform des Sensors ist eine RFID-Antenne, in den Fig. 14 und 15, die an der Rückseite des Grundkörpers 2 angeordnet ist und unter der Salzschicht 32 bzw. der Öffnung 81 , in der die Salzschicht 32 eingebettet ist, und an der der Wanne gegenüberliegenden Seite des Trägerkörpers 2 angeordnet ist.

Wesentlicher Unterschied zwischen der in Fig. 14 und Fig. 15 dargestellten Ausführungsform ist, dass aufgrund der unterschiedlichen Weite, Größe und Form der Poren ein unterschiedliches Abhängigkeitsverhalten von Kapazität und Konduktanz im Bezug auf die Luftfeuchtigkeit feststellbar ist.

Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, eine Einrichtung zur Messung der Konduktanz bzw. der Kapazität direkt auf den Trägerkörper 2 zu integrieren. Dabei werden eine Strommesseinrichtung bzw. eine Spannungsquelle auf dem mit dem Trägermaterial des Trägerkörpers 2 in Verbindung stehenden Substrat ausgebildet. Ferner umfasst ein derartiger Sensor eine RFID-Kommunikationseinheit, die die ermittelten Luftfeuchtigkeitsdaten mittels RFID-Kommunikation zu einem Kommunikationskontroller überträgt.

Dabei kann jedoch eine abgewandelte Variante angewendet werden, deren Realisierung wesentlich einfacher möglich ist. Üblicherweise wird bei passiven RFID- Empfängern parallel zur RFID-Antenne ein Kondensator geschaltet, der die von der RFID- Antenne aufgenommene Strahlungsenergie kurzfristig abspeichert. Ein derartiger Kondensator hat etwa eine Kapazität von etwa 100 nF bis zu einigen pF. Je nachdem wie groß die Kapazität dieses Kondensators ist, begrenzt sich die dem passiven RFID-Tag zur Verfügung stehende Energie. Die wirksame Kapazität C_ges ergibt sich durch eine im trockenen Zustand vorherrschende Kapazität C sowie die zusätzliche durch die Aufnahme des Wassers in die Salzschicht des Sensors entstehende Kapazität AC, wobei diese zusätzliche Kapazität AC als Parallel-Kapazität wirkt: C_ges = C + AC. Eine besondere Ausprägung der Erfindung sieht nun vor, dass anstelle eines konventionellen Kondensators der Zwischenbereich zwischen den beiden Elektroden, der parallel zur Antenne liegt, kapazitiv wirkt und die von der Antenne aufgenommene Leistung kurzfristig abspeichert. Je nach vorherrschender Luftfeuchtigkeit variiert die Kapazität des Kondensators, wodurch sich die zur Verfügung stehende Energie mit zunehmender Luftfeuchtigkeit erhöht. Wird der Luftfeuchtigkeitswert des Sensors 100 von einer externen RFID-Einheit abgefragt, überträgt diese elektrische Energie an den Sensor 100, wobei nur ein durch den Kondensator und somit durch die Luftfeuchtigkeit vorgegebener Energiebetrag im Sensor 100 abgespeichert werden kann. Weiters umfasst der Sensor eine Sendeeinheit, die dem durch den Luftfeuchtigkeitssensor zwischen den beiden Elektroden 4 gebildeten Kondensator kontinuierlich Energie entnimmt und ein gepulstes Signal abgibt. Hierdurch wird erreicht, dass mit einer relativ einfachen Schaltung, beispielsweise einer bistabilen Kippstufe, ein Digitalsignal abgegeben wird, dessen Länge bzw. Dauer direkt proportional zu der mit dem Sensor 100 gemessenen Luftfeuchtigkeit ist. Ein solcher Sensor, der für zahlreiche digitale Anwendungen geeignet ist, lässt sich mit extrem geringem Aufwand herstellen.

Die Verwendung einer Ausführungsform in RFID-Technologie eignet sich besonders gut für die bereits beschriebene Überwachung von Verpackungs- bzw. Transportgut. Eine zusätzliche Anwendung ist die Bestimmung einer Undichtheit der Verpackung, die durch den Sensor erkannt werden kann.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung, dargestellt in Fig. 16, sieht vor, dass das Material des Grundkörpers 2 lediglich oberflächlich mit Salz 3 gefüllt ist sowie eine Salzschicht aufweist. Die übrigen, offenen Poren bilden Durchströmungskanäle, wobei Umgebungsluft durch die Poren des Substrates durchströmen kann. Feuchtigkeit, die in der Luft enthalten ist, kondensiert somit wesentlich schneller im Salz. Die im Salz vorherrschende Feuchtigkeit wird durch die Luftströmung auch wesentlich schneller getrocknet bzw. resorbiert.

In den Fig. 24 bis 27 sind unterschiedliche Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Sensors in Draufsicht sowie in Seitenansicht dargestellt. Dabei sind die Elektroden 4 durch Metallquader ausgebildet, zwischen denen sich das poröse Material des Grundkörpers 2 befindet. Die Ausführungsformen der Fig. 25, 26 und 27 weisen grundsätzlich die gleiche Draufsicht; wie in der Fig. 24 dargestellt, auf.

Bei der in Fig. 27 dargestellten Ausführungsform befindet sich das Trägermaterial des Trägerkörpers 2 sowohl im Bereich unterhalb der Elektroden 4 sowie auch im Bereich unmittelbar zwischen den Elektroden. Salz ist im Wesentlichen in die Poren 21 1 im Trägermaterial des Trägerkörpers 2 zwischen den Elektroden 4 eingebracht. Lediglich einzelne Poren im Bereich unterhalb der beiden Elektroden sind mit Salz ausgefüllt. Eine weitere Ausführungsform der Erfindung, dargestellt in Fig. 26, zeigt die beiden Elektroden 4, die auf einen Trägerkörper aufgesetzt, das heißt aufgedampft oder aufgesputtert sind. Im unmittelbaren Zwischenbereich zwischen den beiden Elektroden befindet sich eine oberflächlich am Trägerkörper anhaftende, außerhalb der Poren befindliche Salzschicht. Im Bereich unterhalb dieser Salzschicht sind die Poren mit dem Salz 3 ausgefüllt.

Eine weitere Ausführungsform, dargestellt in Fig. 27, zeigt einen Sensor 100 mit zwei Elektroden 4, die auf einen Grundkörper 2 aufgebracht sind. Im Zwischenbereich zwischen den beiden Elektroden 4 kann die Umgebungsluft direkt zum Grundkörper 2 strömen. Die Poren im Zwischenbereich zwischen den beiden Elektroden 4 sind mit Salz 3 ausgefüllt.

In den Fig. 21 , 22 und 23 sind unterschiedliche Ausbildungen einer Salzschicht an der Oberfläche des Trägermaterials des Trägerkörpers 2 dargestellt. Wie bereits erwähnt, liegen bei höheren Salzkonzentrationen eher zerklüftete Strukturen vor, während geringere Salzkonzentrationen sowie glatte Oberflächenverläufe des Trägerkörpers 2 homogene Salzstrukturen kristallisieren lassen. Bei der Fertigung eines Sensors 100 ist dabei grundsätzlich ein Trade-off zwischen einem schnellen Ansprechverhalten und einer guten Reproduzierbarkeit des Sensors gegeben.

In Fig. 21 ist ein besonders glatter Oberflächenverlauf sowie eine Salzschicht mit besonders geringer Salzkonzentration dargestellt. Die Salzkristalle verlaufen äußerst homogen und sind relativ klar gegeneinander abgetrennt. Ein derartiger Sensor 100 liefert aufgrund der geringen, der Umgebungsluft zugewandten Oberfläche ein eher langsames Ansprechverhalten, insgesamt können jedoch so erzeugte Sensoren mit großer geometrischer Präzision gefertigt werden.

Dagegen zeigt Fig. 23 einen Sensor mit einer äußerst rauen Oberfläche, der ein besonders schnelles Ansprechen ermöglicht. Nachteil dieses Sensors ist, dass eine Vielzahl von gleich gefertigten Sensoren große geometrische Unterschiede aufweisen und mitunter sehr unterschiedliche Kennlinien aufweisen.

Fig. 22 zeigt eine Abwägung zwischen den beiden in Fig. 21 und 23 dargestellten Extremen. Diese Struktur weist ein relativ gutes Ansprechverhalten von etwa 5 Sekunden auf, wobei die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse durch eine nach der Herstellung erfolgende Kalibrierung der Sensoren durchaus gewährleistet ist.

Zur Erhöhung der Ansprechgeschwindigkeit kann weiters vorgesehen werden, dass die Abstände wischen den beiden Elektroden verringert werden. Auch dies führt zu einer geringen Reproduzierbarkeit der Herstellungsergebnisse bei den Sensoren.

Eine weitere besondere Ausführungsform der Erfindung ist in den Fig. 17a, 17b und 18 dargestellt. Wesentlicher Unterschied zu der in den Fig. 14 bis 16 dargestellten Ausführungsformen ist, dass im Trägerkörper 2 die wannenförmigen Offnungen 212, 213 vorgesehen sind, die einander am Trägerkörper 2 gegenüber liegen. Bei beiden wannenförmigen Öffnungen 212, 213 ist der poröse Unterbereich jeweils bis zu einer vorgegebenen Tiefe mit Salz 3' befüllt. Weiters weisen beide Wannen in ihrem Bodenbereich eine Salzschicht 23 auf. Zwischen dem Trägerkörper 2 und der Salzschicht 23 ist eine Vielzahl von kammförmig angeordneten Elektroden 4 vorgesehen. Die kammförmige Anordnung der Elektroden ist dabei in Fig. 17b dargestellt, wobei an jeder der beiden Seiten des in Fig. 17a dargestellten Luftfeuchtigkeitssensors jeweils zwei ineinander verzahnte kammförmige Elektroden an der Oberfläche des Trägerkörpers unterhalb der Salzschicht angeordnet sind. Die Endbereiche 47 der Elektroden bilden die Anschlüsse des Sensors. Jeder in Fig. 17a dargestellte Sensor weist dabei jeweils vier Anschlüsse auf, nämlich zwei Anschlüsse 47 für jede der beiden Seiten.

Im Unterbereich der wannenförmigen Ausnehmung zwischen dem Trägerkörper 2 und der Salzschicht 32 befinden sich zwei kammförmige Elektroden 4, deren Anschlüsse 47 jeweils mit der RIFD-Antenne verbunden sind. Die Kammform dieses Sensors ist in Fig. 14b dargestellt.

Gegebenenfalls kann die am zu vermessenden Material 7 anliegende, die wannenförmige Ausnehmung 83 berandende Abschlussfläche 29 mit einer Oberfläche versehen werden, die ein verbessertes Anhaften des Sensors am zu vermessenden Material ermöglicht. Dies kann beispielsweise durch eine nanostrukturierte Oberfläche erfolgen, die beispielsweise als Cantilever ausgeführt sind, die an jeder Oberfläche haften. Nur durch seitliche Scherkräfte ist ein einfacheres Entfernen eines solch ausgestatteten Sensors möglich. Sämtliche dem Fachmann zugängliche Klebstoffe, die nach Trocknung nicht ausdampfen und die das Signal des Feuchtesensors nicht beeinflussen können, ebenfalls eingesetzt werden.

In den Fig. 16 und 18 wird die Verwendung von Durchströmungskanälen erläutert. Durchströmungskanäle werden durch offene, nicht mit Salz befüllte Poren des Substrates gebildet. Dabei ist vorteilhaft, dass die Poren des Materials gut durchströmbar sind und die Durchströmung über die Porengröße des Materials bei der Herstellung des Trägerkörpers 2 vorab festgelegt werden kann. Feuchtigkeit, die in der Luft enthalten ist, kann auf diese Art rasch durch den Grundkörper 2 transportiert werden, um auf dem Salz bzw. in den mit Salz gefüllten Poren zu kondensieren. Weiters bewirkt auch die Durchströmung mit trockener Luft, dass das in den mit Salz befüllten Poren befindliche Wasser rasch abgeführt werden kann. Dabei kann die Strömungsgeschwindigkeit, z.B. der Umgebungsluft, gemessen werden, indem das Messergebnis eines mit Luft durchströmten Sensors mit dem eines nicht durchströmten Sensors verglichen wird. Weichen die Werte des durchströmten und des nicht durchströmten Sensors stark voneinander ab, ist davon auszugehen, dass die Strömungsgeschwindigkeit im Bereich des Sensors sehr groß ist.

Eine Ausführungsform eines Differenz-Luftfeuchtigkeitssensors bzw. Differenzströmungsgeschwindigkeitsmessers mit Durchströmungskanälen ist in Fig. 18 dargestellt.

Bei diesem Sensor befinden sich die Durchströmungskanäle zwischen den mit Salz gefüllten Poren der oberen bzw. der unteren Wanne des in Fig. 18 dargestellten Sensors.

Die Kommunikation zwischen den RFID-Lesegeräts und dem RFID-Tag ist in Fig. 1 1 schematisch dargestellt. Die Information wird dabei mittels Nahfeldkommunikation von einem RFID-Tag auf ein RFID-Lesegerät übertragen, welches die übertragenen Daten auswertet und zur weiteren Verarbeitung, beispielsweise an einen Computer oder einem Computersystem zur Verfügung stellt.

Eine weitere besondere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 30 dargestellt. Dabei werden die Poren des Trägermaterials mit einem Metall, insbesondere Gold oder Platin aufgefüllt. Als Trägermaterial hierfür kann insbesondere Leiterplattenmaterial verwendet werden, das an der Oberfläche aufgeraut ist oder in das mittels eines Lasers oder eines Ätzprozesses Kanäle eingeätzt bzw. eingebrannt sind. Die so entstandenen Poren werden mit Metall befüllt bzw. wird Metall auf diese Poren aufgedampft bzw. aufgesputtert. Ein ähnliches Vorgehen kann auch mit anderen Trägermaterialien, beispielsweise Aluminiumoxid oder Titanoxid, gewählt werden.

Alternativ kann eine Elektrode oder es können beide Elektroden mit Salz gebildet sein. Da auch aus Salz gebildete Elektroden 4 selbst eine Leitfähigkeit von 100 kOhm bis zu 100 Ohm aufweisen, kann auch das Salz als Elektrodenmaterial Verwendung finden.

Eine weitere besondere Ausführungsform der Erfindung, dargestellt in Fig. 31 , sieht einen auf einer Leiterplatte angeordneten Luftfeuchtigkeitsensor 100 vor, wobei an jeder der beiden Seiten der Leiterplatte eine Elektrode 4 angeordnet ist. Die beiden Elektroden liegen einander an der Leiterplatte 23 unmittelbar gegenüber, wobei im Bereich zwischen den beiden Elektroden 4 eine durchgängige Ausnehmung 24 vorgesehen ist, die mit einer Salzschicht 32 bedeckt ist. Gegebenenfalls können auch die beiden Elektroden 4 von der Salzschicht 32 umgeben sein. Die beiden Elektroden 4 stehen mit der Salzschicht in Kontakt, wobei sie die oberflächlich mit der Salzschicht bedeckte Ausnehmung 24 teilweise überdecken.

Wie bereits erwähnt, kann die Fertigung der Elektroden derart vorgenommen werden, dass eine Reihe von Kanälen 44 mittels eines Lasers oder mittels eines Ätzprozesses in das Leiterplattenmaterial eingebrannt bzw. eingeätzt werden und anschließend das Elektrodenmaterial in die Kanäle sowie oberflächlich auf den Trägerkörper aufgebracht wird.

Die Herstellung dieser Ausführungsform der Erfindung erfolgt folgendermaßen:

Zunächst wird mittels eines konventionellen Bohrverfahrens ein Loch 24 in die Leiterplatte gebohrt oder gefräst. Zusätzlich können mittels eines Lasers oder eines Ätzverfahrens Kanäle 44 in den Bereich unterhalb der vorzusehenden Elektroden 4 eingebracht werden. In einem nächsten Verfahrensschritt wird Salz 3 in wässriger Lösung in die Ausnehmung 24 eingebracht, wobei dieses Salz durch den Kapillareffekt in der Ausnehmung verbleibt. Nach der Verdunstung des Lösungsmittels, die insbesondere bei erhöhter Temperatur oder verringerter Luftfeuchtigkeit besonders schnell erfolgen kann, kann das Auftropfen eines weiteren Tropfens der Lösung mit der gewählten Substanz, insbesondere Natriumchlorid oder Kaliumchlorid, erfolgen. Nach mehrmaligem Auftropfen bildet sich im Innenbereich der Ausnehmung 24 eine Salzschicht 33 aus. Nach oder während der Auftropf- bzw. Verdunstungsschritte können die metallischen Elektroden 4 aufgedampft bzw. aufgesputtert werden, wobei sich das Metall bevorzugterweise auch in den zuvor ausgebildeten Kanälen verfestigt. Nach vollständiger Fertigung der Elektroden können diese gegebenenfalls durch erneutes Auftropfen der Salzlösung mit Salz beschichtet werden.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen dieser Weiterbildung der Erfindung sind in den Fig. 31a bis 31 d dargestellt. Fig. 31a zeigt dabei eine Anordnung analog zu Fig. 31 e, bei der die beiden Elektroden 4 einander nicht gegenüber liegen, sondern einen maximalen Abstand voneinander aufweisen. Die Fig. 31 b und 31c zeigen die Ausführungsform der Fig. 31a von oben bzw. von unten.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 31 d dargestellt. Hierbei befinden sich die beiden Elektroden auf der selben Seite der Leiterplatte 32. Hierbei ist vorteilhaft, dass die Fertigung einfacher wird und einseitige Layouts für das Schaltungsdesign verwendet werden können.

Fig. 31 f zeigt die Anordnung der Fig. 31 d von oben. Dabei sind in dieser besonderen Ausführungsform die Elektroden nicht mit Salz beschichtet. Eine weitere Ausführungsform, bei der die Elektroden mit Salz beschichtet sind, ist ebenfalls möglich, jedoch nicht dargestellt.

Alle in den Fig. 31a bis 31f dargestellten Ausführungsformen der Erfindung haben den Vorteil, dass eine Durchströmung mit der Umgebungsluft erfolgt. Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 28 dargestellt, dabei handelt es sich um ein Halbleiterbauelement, das durch Abwandlung eines bipolaren Transistors, in diesem Fall eines NPN-Transistors, erzeugt wird. Im Gegensatz zu einem konventionellen NPN-Bipolartransistor ist bei dem in Fig. 28 dargestellten Transistor die Basisschicht durch eine mit Trägermaterial ausgefüllte und mit Salz beaufschlagte Basisschicht ersetzt. Dabei werden vorzugsweise mittels eines Lasers durchgängige Kanäle in das Trägermaterial eingebrannt und Salz in die Kanäle geführt. Grundsätzlich ist es nur erforderlich, die beiden N-dotierten Bereiche 151 , 152 zu kontaktieren, der Basisbereich kann grundsätzlich unkontrolliert bleiben.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist jedoch eine Basiselektrode vorgesehen, die zur Veränderung des Arbeitpunktes der Transistoranordnung verwendet werden kann. Die Erhöhung der Konduktanz im Basisbereich zwischen den beiden enddotierten Schichten führt auch ohne Anlegen einer Basisvorspannung zu einem Stromplus zwischen dem Kollektor C und dem Emitter E. Legt man hingegen eine Basisvorspannung an, kann der Stromfluss zwischen dem Emitter und dem Kollektor entweder verstärkt oder unterbunden werden. Somit können unterschiedliche Kennlinien eines Sensors bereitgestellt in Abhängigkeit der Luftfeuchtigkeit bereitgestellt werden.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 30a bzw. 33b dargestellt. Dabei wird auf eine dünne Kunststofffolie 150 Trägermaterial 2 aufgebracht. Die Schichtdicken der Kunststofffolie bzw. des Drehkörpers betragen dabei etwa 50 bis 500 pm. Auf der Trägerschicht 2 ist eine Metallschicht 400 aufgebracht. Durch einen, in Fig. 33b dargestellten Ätzschritt wird mittels in die Metallschicht 400 eindringenden Ätzmittels eine bzw. mehrere Elektroden 4 aus dem Trägerkörper 2 geätzt.

Hierbei besteht die Möglichkeit, das Salz vor dem Aufbringen der Metallschicht 400 auf den Trägerkörper 2 aufzubringen bzw. in diesen einzubringen.

Dieses Ausführungsbeispiel kann generalisiert für jede Steuerelektrode von Feldeffekttransistoren angewendet werden, wo eine Salzschicht oder Salz in den Poren eine luftfeuchtigkeitsabhängige Ansteuerung des Transistors gestattet. Je nach Ausführung der Steuerelektrode wird ein JFET, MESFET, MOSFET, MODFET, Tyristor od. dgl. daraus. Selbstverständlich kann die Salzbeschichtung auch in jeder pn-Diode, jedem Schottky- Kontakt, MOS -Kndensator, Z-Diode, Varaktoren, pin Dioden, Tunneldioden, Schottky Dioden integriert werden als zusätzliche luftfeuchtigkeitsabhängige Beschichtung, die den Arbeitspunkt luftfeuchtigkeitsabhängig macht. Allen Ausführungen gemein ist die Integration des Salzes separat angeschaltet vor der Steuerelektrode oder Anschluss oder in der Steuerelektode oder Anschluß integriert. Zusätzlich können auch luftfeuchtigkeitsabhängige Widerstände an jedem anderen Anschluss Drain, Source, Emittor, Kollektor od. dgl. Anschluss- stand alone oder zusammen mit der Steuerungsiektode, die auch eine Salzschichtung enthält, beinhalten. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform eines Sensors zur Bestimmung der Luftfeuchtigkeit ist in Fig. 34 dargestellt. Der Trägerkörper 2 des Feuchtigkeitssensors besteht aus Aluminiumoxyd Al₂0₃ und weist eine offenporig- poröse Struktur auf.

Die Ausführungsform mit Aluminiumoxyd Al₂0₃ stellt nur eine mögliche Ausgestaltung der Erfindung dar, ganz generell können beliebige offenporig poröse, luftfeuchte-invariante, nicht-hygroskopische und hohe innere Steifigkeit aufweisende Trägermaterialien verwendet werden.

Im folgenden werden konkrete Ausführungsbeispiele von Substanzen 3 vorgestellt, die in Form von Salzmischungen bzw. Mischkristallen 3 vorliegen. Im Zuge der Herstellung des Sensors wird eine Lösung erstellt, deren wässriger Anteil verdunstet und wodurch kristallines Salz am Träger abgelagert wird. Im folgenden werden die in der Lösung gelösten Anteile wie auch die im Salz eingelagerten Anteile der im folgenden dargestellten Substanzen jeweils als Ionen bezeichnet.

Diese poröse Struktur des Trägerkörpers 2 ist mit einer Salzmischung 3 aufgefüllt. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die Salzmischung die folgenden Ionen in Gew%:

Kalium: 0,01 %

Bromid: 0,005%

Calcium: 0,002%

Sulfat: 0,001 %

Magnesium: 0,001 %

Barium: 0,001%

Jodid: 0,001 %

Phosphat P0₄: 0,0005%

Eisen: 0,0002%

Rest: Natrium und Chlorid Die Wirkungen der einzelnen Bestandteile der Substanz in Form einer Salzmischung 3 werden im folgenden beschrieben:

Na- und Cl-Ionen dienen ganz allgemein als lonenleiter. Deren Leitfähigkeit und spezifische Permittivität hängt von der Menge des aufgenommenen Wassers ab. Je mehr Wasser in der Salzmischung gelöst ist, desto größer ist die festgestellte Permittivität. Na und Cl ist weist dabei eine Leitfähigkeit und Permittivität auf, die über mehrere Größenordnungen eindeutig mit der im Salz eingelagerten Wassermenge korrespondiert. Insbesondere weisen Na und Cl nur sehr geringe Sättigungseffekte auf. Die differentielle Änderung der Leitfähigkeit bei steigender oder fallender Luftfeuchtigkeit bzw. Veranaerungen aer im üaiz eingelagerter Wassermenge ist über mehrere Größenordnungen konstant.

Kalium-Ionen werden der Salzmischung zugefügt, um ein rascheres und stärkeres Ansprechen des Sensors bei besonders niedrigen Feuchtigkeiten zu ermöglichen. Werden der Salzmischung geringe Konzentrationen von weniger als 0,05 Gew% von Kalium-Ionen hinzugefügt, so kann erreicht werden, dass bei sehr geringen Luftfeuchtigkeiten ein stärkeres Ansprechen der Leitfähigkeit auf eingelagertes Wasser bzw. auf Luftfeuchtigkeit erfolgt. Kalium weist eine spezifische elektrische Leitfähigkeit von 14,3x10 6 A/(^v " ^m) auf- Somit können auch Bereiche sehr geringer Luftfeuchtigkeit, die durch NaCI lediglich sehr grob aufgelöst werden, besser dargestellt werden. Eine zu große Menge von Kalium, von mehr als 0,2 Gew% kann dazu führen, dass der Sensor insgesamt zu stark leitfähig wird und sich Sättigungseffekte einstellen, was zu einer verringerten Genauigkeit des Sensors im Bereich größerer Luftfeuchtigkeiten führt.

Kalium kann im Salzgemisch im Bereich zwischen 0,005 bis 0,02 Gew% vorliegen.

Die Effekte der Steigerung der Sensitivität des Sensors im Bereich geringer Feuchtigkeiten können auch durch die Hinzugabe von Eisen-Ionen, insbesondere Eisen(lll)- Ionen und Magnesium-Ionen erzielt werden.

Sind im Salzgemisch zusätzlich Carbonat-Ionen enthalten, besteht der zusätzliche Vorteil, dass diese nach dem Anhaften an den Trägerkörper 2 praktisch unlöslich in Wasser sind und als Stabilisator des NaCI dienen. Carbonat wird als Trocknungsmittel eingesetzt, um Wasser abzugeben, sodass ein Carbonat enthaltender Sensor rascher wieder einsetzbar ist.

Carbonat, insbesondere Kalziumcarbonat, wird zur Trocknung von Lösungsmitteln, eingesetzt, besonders wenn der Siedepunkt des Lösungsmittels über dem Schmelzpunkt des Kaliums, aber unter dem Schmelzpunkt von Natrium liegt. Dann liegt das Kalium im siedenden Lösungsmittel geschmolzen vor und seine Oberfläche verkrustet nicht. Man benötigt somit deutlich weniger Alkalimetall und es kann fast völlig beim Trocknungsprozess verbraucht werden, so dass nur sehr kleine Reste entsorgt werden müssen.

Carbonat-Ionen können im Salzgemisch im Bereich zwischen 0,005 bis 0,02 Gew% vorliegen. Bromid-Ionen bilden, insbesondere zusammen mit einem der Metalle Eisen, Kalium, Magnesium, Salze, die sobald die flüssig gelöste Phase getrocknet wird, die folgenden vorteilhaften Eigenschaften aufweisen.

Das entstehende Mischsalz sind verbessert wasserlöslich, was die Aufnahme von Wasser steigert. So hat etwa Kaliumbromid eine Löslichkeit in Wasser von 650 g/l gegenüber NaCI (359 g/l), jeweils gemessen bei 20°C.

Das Vorhandensein von Bromid-Ionen in der Salzmischung sorgt für eine raschere Ansprechgeschwindigkeit des Sensors. Bromid-Ionen werden selbst bei Vorliegen von 100% relativer Luftfeuchte nicht aus den Poren des Trägermaterials 2 ausgewaschen. Es findet keine Auswaschung durch 100% Feuchte statt.

Liegen Bromid-Ionen oberflächlich in Form von Eisen(lll)-bromid vor, so resultiert daraus ein rascherer Transport von Kationen und Anionen vor allem der Na und Cl Ionen durch Sublimation. Es erfolgt dabei ein Platztausch der Ionen im Gitter und somit einer Beschleunigung des Ansprechens. Beim Aufheizen über 200°C erfolgt eine Vollständige Neuordnung des Salzgefüges.

Bromid-Ionen können im Salzgemisch im Bereich zwischen 0,002 Gew% und 0,08 Massen % vorliegen.

Kaliumbromid, Magnesiumbromid dienen zum rascheren Ansprechen des Sensors, da die Leitfähigkeit bei Wasser viel größer als bei NaCI ist. Eine Konzentration von über 0,2 Gew% oder die alleinige Verwendung von Kaliumbromid oder Magnesiumbromid anstatt NaCI führt dazu, dass die Salze aus dem Trägerkörper ausgeschwemmt werden.

Ein Bromid-Salz beinhaltet in seinem lonengitter Bromid-Ionen (Br-), die einfach negativ geladen sind. Zu den anorganischen Bromiden gehören zum Beispiel die Salze- Eisen(lll)-bromid (FeBr3), Kaliumbromid (KBr), Lithiumbromid (LiBr) Magnesiumbromid (MgBr2), Natriumbromid (NaBr), Rubidiumbromid und Silberbromid (AgBr).

Eisen(lll)-bromid zersetzt sich bei Temperaturen >200°C zu Eisen(ll)-bromid und Brom. Die Reaktion ist bei niedrigerer Temperatur umkehrbar. Eisen(lll)-bromid besitzt ein hexagonales Kristallsystem mit der Raumgruppe R-3. Die Zellabmessungen betragen a = 639,7 pm und c = 1837,5 pm. Kaliumbromid ist das Kalium-Salz des Bromwasserstoffs, das farblose Kristallwürfel bildet, die noch besser als Kaliumchlorid in Wasser löslich sind, die Löslichkeit beträgt 650 g/l bei 20 °C. Die Löslichkeit von Magnesiumbromid in Wasser liegt bei 1015 g/l bei 20 °C. Calcium-Ionen können der Salzmischung hinzugefügt werden und dienen als

Trocknungsmittel und sorgen für die Stabilität und Festigkeit des Salzkristalls in den Poren.

Calcium-Ionen werden bevorzugt in Form von Calciumcarbonat der Salzmischung hinzugefügt. So kann ein Ausschwemmen verhindert werden, da Carbonat nahezu wasserunlöslich ist, wenn es einmal an der Oberfläche der Poren des Trägerelements anhaftet.

Calcium-Ionen können im Salzgemisch im Bereich zwischen 0,001 Gew% und 0,06 Massen % vorliegen.

Sulfat-Ionen können vorteilhaft eingesetzt werden, um die Effekte von Verunreinigungen der Sensoroberfläche möglichst zu minimieren. Die Sulfatkonzentration kann so eingestellt werden, dass die Oberfläche des Sensors pH-neutral ist. Wird die Oberfläche - etwa durch Kontakt mit dem zu messenden Gegenstand - kontaminiert so verhindert das Vorsehen eines pH-Werts, der dem pH-Wert des zu messenden Gegenstands entspricht, dass oberflächliche Reaktionen stattfinden. Die Verunreinigungen reagieren nicht mit der Oberfläche des Sensors und können etwa durch Erhitzen und Ausdampfen einfach wieder von der Oberfläche entfernt werden.

Sulfat-Ionen können im Salzgemisch im Bereich zwischen 0,0007 Gew% und 0,02 Massen % vorliegen. Barium- und Jodid-Ionen sind einfach negative Verbindungspartner für reaktive

Bestandteile des Salzgemischs. Barium- und Jodid-Ionen dienen zum pH-Neutralisieren der Sensoroberfläche und haben dieselbe Wirkung wie Sulfat-Ionen.

Barium-Ionen können im Salzgemisch im Bereich zwischen 0,0004 Gew% und 0,04 Massen % vorliegen.

Jodid-Ionen können im Salzgemisch im Bereich zwischen 0,0004 Gew% und 0,01 Massen % vorliegen.

Enthält das Salzgemisch Magnesium, so kann dieses besonders gut am Trägerkörper 2 anhaften. Es bildet sich im Zuge der Trocknung des gelösten Salzes in den Poren des Trägerkörpers 2 ein poröser Überzug bzw. eine poröse Beschichtung der Poreninnenwände des Trägerkörpers 2 aus, der bzw. die einerseits gut am Trägerkörper 2 und andererseits gut an den übrigen Salzen des Salzgemischs anhaftet. Magnesium ist - nachdem es einmal an der Oberfläche des porösen Trägermaterials anhaftet - nicht wasserlöslich und bietet einen beständigen Schutz vor Reaktionen mit Fluorwasserstoffen und Alkalien. Magnesiumsuitat kann optional als zusätzliches Trocknungsmittel beigemengt werden. Magnesiumverbindungen werden in Feinstpulverform der Lösung beigemengt. Zudem wird verhindert, dass durch Feuchtewasser angelöstes Salz ausgeschwemmt wird oder austropft. Magnesium-Ionen können im Salzgemisch im Bereich zwischen 0,0004 Gew% und 0,02 Massen % vorliegen.

Derselbe Effekt tritt auch bei der Verwendung von Phosphat-Ionen (P04³ ) auf. Phosphat-Ionen bilden selbst eine mikroporöse Schicht in der mikroporösen Schicht des Trägerkörpers 2 und erreicht somit eine besonders gute Haftung in den Poren. Phosphat- Ionen haften sehr gut an der Oberfläche des Trägerkörpers 2. Durch die wasserunlöslichen Poren und durch die Verwendung von Phosphat-Ionen werden die Salze des Salzgemischs in der dichtest mögliche Packung (Kristallgitter) fest verankert. Zudem wird verhindert, dass durch Feuchtewasser angelöstes Salz ausgeschwemmt wird oder austropft.

Phosphat-Ionen können im Salzgemisch im Bereich zwischen 0,0001 Gew% und 0,006 Massen % vorliegen.

Auch Stickstoff kann vorteilhafterweise im Salzgemisch enthalten sein. Er verbindet sich mit dem in menschlicher oder tierischer Haut enthaltenen Ammoniak und Ammoniumsalzen und kann wirksam zu dessen Neutralisierung eingesetzt werden, um den pH-Wert der Sensoroberfläche neutral zu halten.

Stickstoff kann im Salzgemisch im Bereich zwischen 0,0004 Gew% und 0,008 Massen % vorliegen.

Durch die Herstellung bedingt kann das jeweilige Salz auch Stickstoff enthalten, der ohne feste Bindung an das Salzgitter in diesem eingelagert ist. Bei einer Herstellung eines Salzes im atmosphärischen Umfeld bzw. in der üblichen Atmosphäre enthält das Salz eingelagerten Stickstoff im Bereich von 0,0005 bis 0,005 Gew%, insbesondere von etwa 0,001 Gew%. Je länger der der Tropfen im Zuge der Herstellung und Trocknung des Sensors der stickstoffhaltigen Atmosphäre ausgesetzt ist, desto höher ist der Stickstoffgehalt im Salzgemisch Gegebenenfalls kann der Gehalt von Stickstoff in der Salzmischung durch Herstellung in reiner Stickstoffatmosphäre erhöht werden. Die Einlagerung von Stickstoff in die Salzmischung kann durch Herstellung in Helium-Atmosphäre verhindert werden.

Grundsätzlich können der Salzmischung auch noch weitere Ionen hinzugefügt werden. Vorteilhaft ist der Verwendung der folgenden Ionen: Kalium, Natrium, Ammonium, Calcium, Magnesium, Eisen(ll), Eisen(lll), Aluminium, Fluorid, Chlorid, Bromid, lodid, Oxid, Sulfid, Carbonat, Sulfat, Phosphat, Nitrat, Chromat, Permanganat und Hexacyanoferrat(ll). Als Hauptbestandteil werden allerdings stets Natrium und Chlorid-Ionen verwendet. Außer den angegebenen Stoffen enthält die Salzmischung Verunreinigungen bis zu maximal 0,0005 Gew%. Die Verunreinigungen enthalten insbesondere Blei und andere Schwermetalle.

Hexacyanoferrat kann der Salzmischung zur Verbesserung der Rieselfähigkeit bis zu einer Konzentration von 0,0001 Gew% zugefügt werden.

Durch die Verwendung der beschriebenen Ionen als Bestandteile der Substanz 3 bzw. der Salzmischung wird eine besonders starke Bindung innerhalb der Poren sichergestellt, sowie die rasche Reaktionsgeschwindigkeit und rasche Trocknung des Sensors.

Weiters wird durch die Neutralisierung des pH-Werts die Abhängigkeit des Messergebnisses vom Vorliegen besonderer Stoffe in der Umgebung entkoppelt. Eigenschaften der Umgebung - bis auf den zu bestimmenden Luftfeuchtigkeitsgehalt - haben somit keinen Einfluss auf den Messwert des Sensors. So dunstet etwa die menschliche Haut neben dem Wasserdampf viele andere Gase und Flüssigkeiten aus, wobei das Anhaften dieser Stoffe an der Oberfläche des Sensors zu einer Erhöhung der Leitfähigkeit führen würde. Durch die Verwendung von Eisen-, Magnesium- oder Sulfat-Ionen wird die Oberfläche pH-neutralisiert. Verschmutzungen reagieren nicht mit dem Sensor und können durch Erhitzen oder Trocknen des Sensors wieder aus dem Sensor ausgebracht werden. Insgesamt wird mit den angegebenen Ionen ein Kristallgitter in den Poren erstellt, das im wesentlichen eine oktaedrische Raumstruktur aufweist. Auch die übrigen in der Lösung vorhandenen Ionen und Atome können einfach in das Salzgemisch eingefügt werden.

Im folgenden wird die Herstellung eines weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung erläutert. Für die Herstellung dieses Feuchtigkeitssensors wird des Salzgemischs in einem Liter reinen Wassers aufgelöst. In diesem konkreten Ausführungsbeispiel wird eine bevorzugte Salzmischung erstellt, die mittels der folgenden Salze zusammengesetzt wird:

1 g NaCI

50pg KBr

10pg Kl

5Mg Na3P04

50pg MgS04 25pg KCl

1 pg MgC03 (alternativ: MgO)

Ganz generell können als Ausgangsstoffe beliebige andere Kombinationen von Salzen mit den dargestellten Ionen verwendet werden. Um eine wässrige Lösung zu erhalten, muss nicht zwingend die angegebene Salzmischung verwendet werden. Es können auch andere Ausgangsstoffe verwendet werden, die zu einer Lösung vermengt werden, dieselbe lonenkonzentration aufweist.

Die wässrige Lösung des Salzgemischs hat etwa Raumtemperatur, insbesondere 20°C. Alternativ kann auch eine geringfügig höhere Temperatur verwendet werden, um eine bessere Löslichkeit zu erreichen. Die Temperatur beträgt weniger als 30°C. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird eine Lösung verwendet, die auf 1 ml Wasser etwa 1 mg des Salzgemischs enthält. Es sind etwa 1g/l Salz im Wasser gelöst. Mischungen können etwa von 0,1 g/l bis zu 6g/l verwendet werden.

Anschließend wird die Lösung auf den Trägerkörper 2 aufgetropft. Als Trägerkörper wird im vorliegenden Ausführungsbeispiel AI203, das eine Porengröße von etwa 500nm aufweist, verwendet, Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt die feuchteempfindliche Oberfläche des Sensors 5 mm x 5 mm. Der Trägerkörper 2 wird auf eine Temperatur von 65°C erhitzt. Tropfen können in unterschiedlichen Größen aufgetropft werden und können mit entsprechenden Tropfvorrichtungen in Tropfengrößen von etwa 25 Nanolitern abgegeben werden. Typische Tropfengrößen zur Herstellung von homogenen Oberflächen von Sensoren mit einigen mm² Oberfläche sind 10μΙ bis 1 15 μΙ.

Auf den Trägerkörper 2 wird ein Tropfen von 50 μΙ Wasser aufgetropft.

Beim diesem Herstellungsverfahren wird der Tropfen der Lösung aufgetropft, bevor der Trägerkörper 2 erhitzt wird. Das Erhitzen des Trägerkörpers 2 erfolgt nach dem Auftropfen. Der Trägerkörper 2 wird wieder abgekühlt, nachdem das Lösungswasser vollständig verdunstet ist. Die Verdungstung dauert etwa 10 bis 15 Minuten. Dieser Vorgang wird einige Male wiederholt, bis schließlich die gewünschte Einlagerung von Salz 3' in den Trägerkörper 2 erfolgt ist. Der Trägerkörper 2 wird bei jeder Wiederholung des Vorgangs abgekührt, da sonst Impfkristalle entsehen können, an denen sich das Salz bevorzugt ansiedelt. Die Abmessungen der Impfkristallen sind größer als der Durchmesser der Poren. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel zur Schichtaufbringung sind die einzelnen Bestandteile des Salzgemischs 3' im Wasser gelöst, mit anderen Worten, durch die flüssige Phase zerlegt. Das gelöste Substanzgemisch wird auf den Trägerkörper bzw. auf das Porensubstrat aufgebracht. Durch Aufheizen und gezielte Trocknung erfolgt ein Schrittweiser definierter Einbau der Substanzen. Auf Grund der Masse (Gewicht) und der vorhandenen Reaktionspartner werden stabile Verbindungen geschaffen, die eine exakte alterungsfreie Beschichtung innerhalb der Poren ergeben. Durch die Kristallgitterkonstanten der Elemente und die Porendurchmesser, sowie der Stoffmengen ergeben sich definierte Sensoreigenschaften. Je nach Konzentration können so ein besonders rasches Ansprechen oder eine besondere Stabilität erzielt werden. Durch eine Schutzbeschichtung, die keine größeren Moleküle als Wasserdampf durchlässt, ist ein besonderer Schutz bei sensiblen Umgebungen (Hautvermessungen) gegeben.

Durch die Ausführung als Wegwerf-Hygiene-Kappe ist ein besonderer Schutz für Patienten vor der Übertragung von Krankheiten durch den Sensor gegeben.

Generell ist aber zu beachten, dass das Wasser der Lösung verdunstet, wenn der Trägerkörper 2 und die Lösung selbst eine Temperatur zwischen 35°C und 75°C aufweist, um ein Verklumpen des Salzes an der Oberfläche des Trägerkörpers 2 zu verhindern.

Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform der Erfindung werden sehr kleine Tropfen von wenigen Nanolitern auf die Oberfläche einer als Trägerkörper 2 fungierenden Leiterplatte oder auf die Oberfläche eines Halbleiters aufgebracht.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist in Fig. 34 dargestellt und dient zur Messung der Luftfeuchtigkeit in Luftleitungen, insbesondere Druckluftleitungen. Dieses Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt einen Luftschlauch 250 der über einen Teilbereich seiner Längserstreckung mit einem Sensorelement 251 versehen ist. Das Sensorelement 251 weist ein den Luftschlauch umgebendes Gehäuse 252 auf. Im Bereich des Gehäuses 252 ist eine Bypassleitung 253 vorgesehen, die mit dem Luftschlauch 250 an zwei in Längsrichtung beabstandeten Stellen 254, 255 luftleitend verbunden ist. Wird durch den Luftschlauch 250 Luft geleitet, so gelangt auch ein Teil der in den Luftschlauch 250 geleiteten Luft durch die Bypassleitung 253.

Die Bypassleitung 253 weist eine Öffnung 256 auf, durch die Feuchtigkeit zu einem Sensor 257 gelangen kann. Der Sensor 257 weist einen erfindungsgemäßen Aufbau auf. Ferner ist zur Verringerung der Verschmutzung des Sensors 257 durch die vorbeiströmende Luft eine Beschichtung 259 vorgesehen, die zwischen der Bypassleitung 253 und dem Sensor 257 angeordnet ist.

Die Beschichtung 259 kann poröse Folien, z. B. aus PTFE oder porösem Silikonkautschik, geflochtenen Kunststoff, Edelstahlgitter, poröse Keramik enthalten oder aus diesen genannten Materialien bestehen.

Der Sensor 257 und die Beschichtung 259 sind in eine Deckplatte 260 eingefasst, die fest mit dem Gehäuse 252 verbunden ist und die Relativposition des Sensors 257, der Beschichtung, der Bypassleitung 253 und des Luftschlauchs 250 fixiert.

Die Oberfläche der Beschichtung ist größer als die Oberfläche des Sensors 257. Dies erhöht die Lebensdauer der gesamten Anordnung, wenn die zu messende Luft stark verschmutzt ist, etwa dann, wenn Öl und andere Partikel die Beschichtung verstopfen. Durch die Wahl einer größeren Oberfläche der Beschichtung wird zudem die Zeitdauer bis zur völligen Verstopfung vergrößert.

Durch den zusätzlichen Einbau zusätzlicher Siebe oder mehrstufiger Siebe aus Kunststoff, Edelstahl oder Keramik kann gezielt eine Filterung anderer Stoffe als Wasserdampf erzielt werden.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel, das in Fig. 35 dargestellt ist, zeigt einen speziell ausgebildeten Messkopf 70 mit einem Gehäuse 75, das an seiner Stirnseite 78 eine Öffnung 79 aufweist. In dieser besonderen Ausführungsform ist das Gehäuse 75 aus Kunststoff. Zur Erstellung des Gehäuses 75 kann auch ABS Teluran oder ein sonstiger Kunststoff verwendet werden, der eine geringe Wasseraufnahmefähigkeit besitzt.

Hinter dieser Öffnung 79 liegt ein erfindungsgemäßer Feuchtesensor 73, der die Öffnung 79 verschließt, sodass zwischen dem Feuchtesensor 73 und der Öffnung 79 des Messkopfs 70 ein Volumen 71 ausgebildet ist. Das Volumen 71 weist die Dicke auf, die der Dicke des Gehäuses 75 im Bereich der Öffnung 79 entspricht, im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt die Dicke etwa 1 mm. Die Fläche der Öffnung beträgt in diesem Ausführungsbeispiel etwa 4 mm². Das Volumen 71 ist von der Stirnseite 78 her offen, sodass Umgebungsluft in das Volumen 71 eindringen kann. Von der gegenüberliegenden Seite ist das Volumen hingegen luftdicht durch den Feuchtesensor 73 verschlossen. Der Feuchtesensor 73 ist als feuchtigkeitssensitives, resistives und kapazitives Element aufgebaut. In dieser konkreten Ausführungsform handelt es sich um einen ein Salz enthaltenden Feuchtesensor 73, wie eingangs beschrieben.

Die Anschlüsse 83 des Feuchtesensors 73, die zur elektrischen Messung der Luftfeuchtigkeit verwendet werden, befinden sich außerhalb des Volumens. An der dem Volumen 71 abgewandten Seite des Feuchtesensors 71 ist ein Heizelement 72 angeordnet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde hierfür ein Peltier-Element gewählt, es kann jedoch auch ein beliebiges anderes Heizelement 72 gewählt werden. Das Heizelement 72 liegt mit einer seiner beiden thermisch aktiven Oberflächen vollflächig am Feuchtesensor 73 an. Somit ist es möglich, den Feuchtesensor 73 entweder zu heizen oder aber - falls dies erforderlich sein sollte - zu kühlen.

Das Heizelement 72 weist zwei elektrische Anschlüsse 82 auf, mittels derer das Heizelement 72 je nach Polung dem Feuchtesensor 73 Wärme zuführen oder Wärme vom Feuchtesensor 73 abführen kann. Das Heizelement 72 ist in dieser konkreten Ausführungsform mit dem Feuchtesensor 73 verklebt.

Weiters verfügt die dargestellte Ausführungsform über einen thermisch leitfähigen Körper 74, der im vorliegenden Beispiel aus Aluminium mit einer Wärmeleitfähigkeit von 236 W / ( m K ) besteht. Generell können für diesen Körper 74 auch andere Wärmeleitermaterialien, wie etwa Metalle verwendet werden, besonders eignet sich jedoch Aluminium und Sinteraluminium. Der Körper 74 liegt am Feuchtesensor 73 flächig an. Der Körper ist in diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel mit dem Feuchtesensor 73 über einen Wärmeleitkleber verbunden.

Weiters weist der Körper 74 bei der dargestellte Ausführungsform der Erfindung einen Kanal 76 zur Aufnahme der Anschlüsse 83 des Feuchtesensors 73 sowie des Heizelements 72 auf. Der Durchmesser des Kanals 76 ist dabei so gewählt, dass die Anschlüsse 83 des Feuchtesensors 73 sowie des Heizelements 72 leicht hindurchgeführt werden können. Der Kanal 76 führt vom Bereich des Heizelements 72 sowie des daran anliegenden Feuchtesensors 73 durch den Körper 74 hindurch zu einer am anderen Ende des Körpers 76 gelegenen, nicht dargestellten Steuereinheit.

Alternativ kann auch vorgesehen werden, dass der Kanal 76 durch eine Vertiefung oder Einkerbung im Körper 74 und einen daran anschließenden Teil des Gehäuses 75 ausgebildet ist.

Im folgenden werden Maßnahmen zur Verbesserung des thermischen Wirkungsgrads anhand des dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben.

Die Wärmeleitfähigkeit des Heizelements 72 sowie des Feuchtesensors 73 liegt im Bereich von 28 W / (m K) und entspricht etwa der Wärmeleitfähigkeit von Aluminiumoxyd (99,6% CC-AI203). Wasserdampf hat eine Wärmeleitfähigkeit von 0,0248 W / (m K). Luft (21% Sauerstoff, 78% Stickstoff) hat eine Wärmeleitfähigkeit von 0,0262 W / (m K). Sich niederschlagendes Wasser hat hingegen eine weitaus höhere Wärmeleitfähigkeit von 0,5562 W / (m K). Seitlich des Heizelements 73 und des Feuchtesensors 73 befindet sich ein umlaufendes vom Volumen 71 dicht abgetrenntes, weiteres mit Luft gefülltes Volumen 77, das in den Kanal 76 führt. Durch die Luft in diesem Volumen 77 wird ferner gewährleistet, dass die thermische Wirkung des Heizelements 72 optimiert wird. Durch den Luftraum des weiteren Volumens 77 wird die Ausbildung einer effektiven Wärmebrücke zwischen den thermischen Kontakten des als Peltier-Element ausgebildeten Heizelement 72 verhindert, die Wirkung des Heizelements 72 wird optimiert.

Der Feuchtesensor 73, das Heizelement 72, der Körper 74 und das Gehäuse 75 sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel aneinander angepresst, wobei das Gehäuse 75 und der Körper 74 miteinander verschraubt sind, um einen gleichbleibenden Anpressdruck zu gewährleisten. Durch diese Verpressung wird gewährleistet, dass das Volumen 71 besonders dicht ausgebildet ist. So kann wirksam vermieden werden, dass sich Wasser mit einer wesentlich höheren Wärmeleitfähigkeit im weiteren Volumen absetzt und einen thermischen Kurzschluss verursacht.

In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die beschriebene Verpressung des Gehäuses 75, des Körpers 74, des Heizelements 72 und des Feuchtesensors 73 anstelle der Verklebung vorgesehen ist. Dabei wird verhindert, dass anderenfalls der im Bereich der Öffnung 79 befindliche Kleber in das Volumen 71 diffundiert bzw. eindampft und die Messungen beeinflusst.

Im Betrieb bildet der thermisch leitfähige Körper 74 einen Wärme- bzw. Kältespeicher, dessen innere Temperatur annähernd gleich bleibt. Weder Einflüsse der die Sensorvorrichtung bedienenden Person noch derjenigen Person, deren Hautfeuchtigkeit gemessen wird, noch der erforderlichen Aufwärmung durch das Heizelement 72 haben wesentliche Auswirkungen auf die Temperatur des leitfähigen Körpers 74. Das Gehäuse 75 selbst weist keine nennenswerte Wärmeleitfähigkeit und Wärmekapazität auf. Da das Gehäuse 75 das Heizelement 72 und den Feuchtesensor 73 nur an wenigen Punkten berührt und zwischen dem Gehäuse 75, dem Heizelement 72 und dem Feuchtesensor 73 das mit Luft gefüllte weitere Volumen 77 ausgebildet ist, kommt es zwischen dem Gehäuse 75 und dem Heizelement 72 bzw. dem Feuchtesensor 73 nur zu geringen thermischen Beeinflussungen.

Der Feuchtesensor 73 und das Volumen 71 können durch das als Peltier-Element ausgebildete Heizelement 72 auf konstanter Temperatur gehalten werden, wodurch der Einfluss der Temperatur auf die Messung nur wenig beeinflusst wird.

Im Bereich des Volumens 71 ist ein Temperatursensor angeordnet, mittels dessen Messwerts die Ansteuerung des Heizelements 72 erfolgt und die Temperatur konstant gehalten wird. In einer alternativen Ausführungsform nanu eine ι empeiaiuiieyeiuiiy duu i unterbleiben.

Das Gehäuse 75 ist mit einem nicht dargestellten Bediengerät mit einem Handgriff verbunden. Das Bediengerät weist eine Anzeige sowie die mit den Anschlüssen 82, 83 des Heizelements 72 sowie des Feuchtesensors 73 verbundene Steuereinheit auf. Weiters ist ein Triggerknopf zur Initiierung der Messung vorhanden.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 36 dargestellt und zeigt die Reinigung und Desinfektion eines erfindungsgemäßen Sensors. In diesem konkreten Ausführungsbeispiel ist der Sensor in einem Gehäuse, wie in Fig. 35 dargestellt, integriert.

Zur Reinigung wird der in Fig. 35 dargestellte Sensor in einen Behälter 270 verbracht und luftdicht verschlossen. Der Behälter 270 ist teilweise mit Wasser 272 gefüllt. Der Sensor ragt von oben in den Behälter 270. An der Unterseite des Behälters befindet sich ein Heizelement 271 , in diesem Fall, eine Heizplatte. Wird das Heizelement 271 aktiviert, wird durch den Behälter 270 hindurch das Wasser 272 auf eine vorgegebene Temperaturen erwärmt, sodass Bakterien, die sich auf dem Sensor befinden, abgetötet werden. Um eine möglichst gute Wärmeleitung vom Heizelement 271 zum Wasser 272 zu ermöglichen

Zur Abtötung von pathogenen Streptokokken, Listerien, Polioviren wird das Wasser 272 über etwa eine halbe Stunde auf Temperaturen von 61 ,5°C erwärmt. Zur Abtötung der meisten vegetativen Bakterien, Hefen, Schimmelpilze, sowie allen Viren außer Hepatitis-B Viren wird das Wasser 272 für eine halbe Stunde auf 80°C erwärmt. Zum Abtöten von Hepatitis-B-Viren sowie der meisten Pilzsporen wird das Wasser 272 für fünf bis 30 Minuten auf etwa 100°C erwärmt. Bacillus-anthracis-Sporen können bei Temperaturen von 105°C bei fünfminütiger Anwendung abgetötet werden. Zum Abtöten von Bacillus-stearothermophilus- Sporen wird das Wasser 272 für 15 Minuten auf 105°C erwärmt. Zum Abtöten von Prionen wird das Wasser 272 für 60 Minuten auf 132°C erwärmt. Selbstverständlich kann zum Abtöten der Bakterien eine jeweils höhere Temperatur sowie eine längere Desinfektionszeit eingestellt werden.

Um die restliche Feuchtigkeit aus dem Sensor zu transportieren, wird der Sensor selbst mittels des Heizelements 273 außerhalb des Behälters 272 erhitzt und getrocknet.

Ganz generell können bei allen Ausführungsformen der Erfindung bevorzugt Abdeckkappen bzw. Schutzkappen oder Hygienekappen verwendet werden. Diese Schutzkappen werden über den Sensor gestülpt und verhindern einen unmittelbaren Kontakt des zu vermessenden Gegenstands, etwa der menschlichen oder tierischen Haut, mit der feuchtesensitiven Oberfläche des Sensors. Der Sensor wird durch die Abdeckkappe bzw. Schutzkappe wirksam vor Verschmutzungen und auch vor Beschädigungen geschützt. Die Abdeckkappen enthalten einen durchlässigen Teilbereich, der Wasserdampf zum Sensor durchlässt. Dieser durchlässige Teilbereich kann durch PTFE-Kunststoff, porösem Silikonkautschuk oder aus geflochtenen Edelstahldrähten ausgebildet sein. Insbesondere bei Messungen des menschlichen oder tierischen Körpers oder auch bei allgemeinen biologischen oder lebensmitteltechnischen Untersuchungen besteht die Möglichkeit von nichtwässrigen Ausdünstungen, die die Messgenauigkeit des Sensors eventuell beeinträchtigen können. So enthält der etwa aus der menschlichen Haut abgegebene Dunst je nach Ernährung und Pathologie der zu vermessenden Person . Natrium, Kalium, Chlorid, C03H, Ammonia, Lactates, Urea, Glucose und Proteine. Weiters kann etwa durch Alkoholkonsum Methanol durch die Haut freigesetzt werden. Um all diese Verschmutzungen und somit Beeinträchtigungen der Messung zu vermeiden, kann eine Schutzkappe wirkungsvoll eingesetzt werden.

Mit einem Luftfeuchtigkeitssensor kann nunmehr die Dosierung von Medikamenten verbessert werden. Grundsätzlich besteht das Problem, dass die Aufnahme von über die Haut verabreichten Medikamenten, wie z. B. Nikotinpflastern, sehr stark von der Durchlässigkeit der Haut für die therapeutisch wirksamen Substanzen abhängt. Die therapeutisch wirksame Substanz befindet sich in einem Träger, beispielsweise in einem Klebepflaster oder in einer Creme.

Die Durchlässigkeit der Haut kann mit einem vereinfachten Verfahren bestimmt werden, indem die Feuchtigkeit der Haut gemessen wird. Durch die von der Haut abgegebene Feuchtigkeit (Wasserdampfrate) kann auf die Durchlässigkeit der Haut geschlossen werden. Je mehr Feuchtigkeit aus der Haut ausdampft, desto durchlässiger ist die Haut. Ist die Haut durchlässig, werden die Medikamente schneller und über einen kurzen Zeitraum aufgenommen. Ist die Haut weniger durchlässig, werden die Medikamente langsamer und über einen längeren Zeitraum aufgenommen. Um eine optimale Dosierung des Medikaments zu erreichen, können dem Träger oder dem Medikament weitere Substanzen beigemengt werden, die die Abgabe des Medikaments beschleunigen oder verlangsamen und somit die Wirkungen der unterschiedlichen Durchlässigkeit der Haut kompensieren. Die beschleunigte Aufnahme von Medikamenten durch eine durchlässigere Haut kann durch die Hinzugabe von Substanzen, die die Abgabe des Medikaments verlangsamen, kompensiert werden. Umgekehrt kann die Hinzugabe von Substanzen, die die Abgabe des Medikaments beschleunigen, die Effekte einer weniger durchlässigen Haut kompensieren. Ein bevorzugtes Anwendungsbeispiel dieses Verfahrens stellt die Abgabe von Nikotin zur Raucherentwöhnung dar, generell kann jedoch die Dosierung jedes beliebigen über die Haut verabreichbaren Medikaments mit dem folgenden Verfahren eingestellt werden. Vor der Verabreichung des Medikaments an die zu behandelnde Person wird das

Arzneimittels im Zuge seiner Erprobung an eine Vielzahl von Personen mit unterschiedlich durchlässiger Haut verabreicht. Es wird die Hautfeuchtigkeit als Indikator für die Durchlässigkeit der Haut bestimmt und die Aufnahme des Medikaments nach einer standardisierten Verabreichung ermittelt, beispielsweise durch Abnahme und Untersuchung einer Blutprobe, Urinprobe, o.ä. Anschließend werden die Hautfeuchtigkeit bzw. Durchlässigkeit und die aufgenommene Medikamentendosis miteinander korreliert, wodurch ein Zusammenhang zwischen Hautfeuchtigkeit und aufgenommener Medikamentendosis, gegebenenfalls über die Zeit, ermittelt wird. Diese Messung wird mit unterschiedlichen Trägern durchgeführt, die die therapeutisch aktive Substanz jeweils mit unterschiedlicher Geschwindigkeit abgeben.

Grundsätzlich kann das Verfahren zur dosierten Abgabe sämtlicher Substanzen verwendet werden, die über die Haut aufgenommen werden können.

Im Zuge der Verabreichung des Medikaments an eine bestimmte Person wird zunächst die Hautfeuchtigkeit bzw. die Durchlässigkeit der Haut der Person bestimmt. Je nach Hautfeuchtigkeit wird derjenige Träger ausgewählt, der die therapeutisch aktive Substanz in einem therapeutisch festgelegten Zeitraum an die Person abgibt. Der Zeitraum der Abgabe kann durch Auswahl des Trägers festgelegt werden, wobei unterschiedliche Träger unterschiedliche Zusatzsstoffe enthalten, die die Abgabe des Medikaments verzögern bzw. beschleunigen. Die Dosis des Medikaments bzw. der therapeutisch wirksamen Substanz kann erhöht werden, indem der Träger mit dem Medikament in einem größeren Oberflächenbereich der Haut aufgebracht wird.

Als zu verabreichende, insbesondere therapeutische, Inhaltsstoffe können grundsätzlich alle über die Haut aufnehmbaren Arzneimittel herangezogen werden. Insbesondere vorteilhaft ist die Anwendung von Antibiotika, Steroiden, Hormonen wie Östrogenen, Nikotin, Proteinen wie Insulin, Liposomen, Capsaicin zur Betäubung der Haut usw. Ganz generell kann für die Anwendung dieses Verfahrens jeder beliebige

Luftfeuchtigkeitssensor verwendet werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Sensor zur Bestimmung der Feuchtigkeit von Materialien, insbesondere von Gasen, vorzugsweise der Luftfeuchtigkeit, mit einem mit einer Feuchte aus der Umgebung reversibel aufnehmenden und/oder an die Umgebung abgebenden Substanz (3) beaufschlagten Trägerkörper (2) und zumindest zwei beabstandet angeordneten Elektroden (4), dadurch gekennzeichnet, dass

- der Trägerkörper (2) aus oder mit einem offenporig porösen, luftfeuchte-invarianten, nichthygroskopischen und hohe innere Steifigkeit aufweisenden Trägermaterial gefertigt ist, - zumindest die Poren (21 ) des Trägermaterials mit der Feuchte-Wasser aus dem mit dem das Trägermaterial des Trägerkörpers (2) in Kontakt gebrauchten oder stehenden Material oder Gas- bzw. Luftraum reversibel und reproduzierbar aufnehmenden und/oder an das Material oder Gas- bzw. Luftraum abgebenden Substanz (3), vorzugsweise mit einem derartigen anorganischen Salz (3') in gelöster, flüssiger, fester oder kristalliner Form, ausgefüllt oder zumindest an ihren Oberflächen bzw. Wänden (22) beschichtet sind und dass

- die Konduktanz und/oder elektrische Permittivität der genannten Substanz (3), insbesondere des Salzes (3'), von der Feuchte des mit dem damit beaufschlagten Trägermaterial des Trägerkörpers (2) in Kontakt gebrachten oder stehenden Materials, insbesondere der Feuchte der Umgebungsluft, reproduzierbar funktionell abhängig ist.

2. Sensor gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Substanz (3) zusätzlich auf der Oberfläche (23) des porösen Trägermaterials des Trägerkörpers (2) angeordnet ist und mit der in den Poren (21 ) des Trägerkörpers (2) befindlichen Substanz (3) in materiellem Kontakt steht oder materialeinheitlich ist.

3. Sensor gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das anorganische Salz (3') in und auf dem Trägerkörper (2) Natriumchlorid, Amoniumdihydrogenphosphat, Kaliumnitrat, Kaliumchlorid, Natriumdicromat, Lithiumchlorid Magnesiumchlorid, Ammoniumnitrat, Magnesiumnitrat oder Kaliumkarbonat oder Mischungen von Salzen ist.

4. Sensor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (2) aus einem offene Poren (21 ) aufweisenden Material, vorzugsweise aus einem hoch- bzw. totgebrannten mineralischen Oxid, insbesondere aus Aluminiumoxid (Al₂0₃) und/oder Magnesiumoxid (MgO) oder aus einem offenporigen Schaum- oder Sintermetall, besteht.

5. Sensor gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (2) und gegebenenfalls die auf der Oberfläche des Trägerkörpers (2) schichtartig angeordnete Substanz (3) mit einem wasser-undurchlässigen, jedoch wasserdampf-durchlässigen Material, insbesondere Teflon, beschichtet ist.

6. Sensor gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (2) aus Leiterplattenmaterial besteht, in den Poren oberflächlich eingeätzt und/oder, vorzugsweise mit einem Laser, eingebrannt sind oder die Leiterplatte als solche über Poren verfügt.

7. Sensor gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (4) durch in die Poren des Trägerkörpers (2) eingelagertes Metall ausgebildet sind.

8. Sensor gemäß Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass

- der Trägerkörper (2) einen schichtartigen Aufbau aufweist, und zumindest eine durchgängige makroskopische Ausnehmung (24) aufweist,

- der durch die Ausnehmung gegebene Durchtrittsbereich durch den Trägerkörper (2) zumindest oberflächlich mit der Substanz (3) beschichtet ist und

- die Elektroden an, insbesondere einander gegenüberliegenden, Seiten des Trägerkörpers (2) angeordnet sind.

9. Sensor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in und/oder auf dem Trägerkörper (2) bzw. auf dessen Trägermaterial zumindest zwei Elektroden (4) angeordnet sind, die einen Stromfluss und/oder eine Ladungsverschiebung zumindest in der Substanz (3'), insbesondere im Salz (3'), in den Poren (21 ) des Trägermaterials des Trägerkörpers (2) und/oder auf der Oberfläche des Trägerkörpers (2) ermöglichen.

10. Sensor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (4) oberflächlich auf der Oberfläche des Trägerkörpers (2) bzw. von dessen Trägermaterial angeordnet sind, und dass die Substanz (3) in den Poren (21 ) des Trägermaterials, und gegebenenfalls im Bereich zwischen den beiden Elektroden (4), angeordnet ist, wobei gegebenenfalls das Trägermaterial (2) sowie zumindest eine der Elektroden zumindest teilweise mit einer Schicht der Substanz (3) auf ihrer Oberfläche (43) bedeckt sind.

11. Sensor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Elektroden (4) selbst das offenporig poröse Trägermaterial des Trägerkörpers (2) für die Substanz (3') bildet.

12. Sensor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (4) in den Trägerkörper (2) reichen bzw. diesen durchsetzen, wobei die mit der Substanz (3') beschichteten oder gefüllten Poren (21 ) des Trägerkörpers (2) im Bereich zwischen den Elektroden (4) angeordnet sind, sodass ein Stromfluss und/oder eine Ladungsverschiebung zwischen denselben ermöglicht ist.

13. Sensor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass er Mittel (5) zur Beheizung und/oder Kühlung der Substanz (3), insbesondere einen Heizwiderstand (51 ) oder ein Peltier-Element (52), aufweist, der oder das bevorzugterweise am Trägerkörper (2) flächig anliegt.

14. Sensor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine mit dem Trägerkörper (2) elektrisch verbundene, insbesondere dotierte, Halbleiterschicht vorgesehen ist, wobei der Trägerkörper (2) insbesondere als Basisschicht eines bipolaren Transistors fungiert.

15. Sensor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Oberfläche des Trägerkörpers (2) eine Antennenanordnung, insbesondere eine RFID- Antenne, angeordnet ist, die mit der Substanz (3) zumindest teilweise überdeckt bzw. beschichtet ist.

16. Sensor gemäß Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein zur Antenne parallel geschalteter Kondensator an seiner Oberfläche mit der Substanz (3) beschichtet ist, wobei die Substanz (3) mit einem weiteren Kontakt eine parallel zur Antenne liegende Kapazität zur Energiespeicherung der vom RFID-Sender übertragenen Energie bildet, weiters eine digitale Sendeeinheit zur Übermittlung von digitalen Sendesignalen vorgesehen ist, die die Antenne treibt.

17. Sensor nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanz (3) ein Salzgemisch ist und einen Anteil an Natrium-Ionen und Chlorid-Ionen von gemeinsam über 99 Gew% enthält, wobei weitere Anionen und/oder Kationen enthalten sind.

18. Sensor nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanz (3) einen Anteil von 0,005 bis 0,02 Gew% Kalium enthält.

19. Sensor nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanz einen Anteil von 0,002 bis 0,08 Gew% Bromid-Ionen enthält.

20. Sensor nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanz einen Anteil von 0,001 bis 0,06 Gew% Calcium-Ionen enthält.

21. Sensor nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanz einen Anteil von 0,0007 bis 0,02 Gew% Sulfat-Ionen enthält.

22. Sensor nach einem der Ansprüche 17 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die Substanz einen Anteil von 0,0004 bis 0,02 Gew% Magnesium-Ionen enthält.

23. Sensor nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanz einen Anteil von 0,0004 bis 0,04 Gew% Barium-Ionen enthält.

24. Sensor nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanz einen Anteil von 0,0004 bis 0,02 Gew% Jodid-Ionen enthält.

25. Sensor nach einem der Ansprüche 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanz einen Anteil von 0,0004 bis 0,008 Gew% Stickstoff enthält.

26. Sensor nach einem der Ansprüche 17 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanz einen Anteil von 0,0001 bis 0,006 Gew% Phosphat-Ionen enthält.

27. Sensor nach einem der Ansprüche 17 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanz einen Anteil von 0,0001. bis 0,006 Gew% Eisen-Ionen enthält.

28. Sensoranordnung, umfassend zumindest zwei unterschiedliche Sensoren (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 27 mit unterschiedlichen, zumindest in den Poren (21 ) von Trägerkörpern (2) eingelagerten Substanzen (3) und/oder Porengeometrien und/oder Trägersubstanzen, insbesondere Salzkörpern bzw. Salzschichten (3'), jedem Trägermaterial, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (100) zueinander parallel, seriell oder als Kombination einer Seriellschaltung und einer Parallelschaltung geschaltet sind.

29. Sensoranordnung umfassend einen Luftschlauch (250), der über einen Teilbereich seiner Längserstreckung mit einem Sensor (251 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 27 versehen ist, wobei eine Bypassleitung (253) vorgesehen, die mit dem Luftschlauch (250) an zwei in Längsrichtung beabstandeten Stellen (254, 255) luftleitend verbunden ist, wobei die Bypassleitung (253) eine Öffnung (256) aufweist, für den Zutritt von Feuchtigkeit zum Sensor (251 ).

30. Sensoranordnung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (251 ) eine Beschichtung (259), insbesondere enthaltend oder aus PTFE oder porösem Silikonkautschik, geflochtenen Kunststoff, Edelstahlgitter, poröse Keramik, aufweist, die zwischen der Bypassleitung (253) und dem Sensor (257) angeordnet ist.

31. Sensoranordnung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Beschichtung größer ist als die Oberfläche des Sensors (257).

32. Sensorvorrichtung zur Ermittlung der in einem zu prüfenden Gegenstand enthaltenen bzw. gespeicherten Flüssigkeitsmenge, wobei die Sensorvorrichtung zumindest ein Heizelement (72) und zumindest einen Sensor (73) nach einem der Ansprüche 1 bis 27 umfasst,

wobei die Sensorvorrichtung im Betrieb zumindest ein, insbesondere durch Anlage an die Oberfläche des zu prüfenden Gegenstands, abschließbares Volumen (71 ) ausbildet, wobei das Heizelement (72) zum Erwärmen zumindest eines Teils der das Volumen (71 ) begrenzenden Oberfläche des Gegenstands (74) ausgebildet ist, und

wobei der Feuchtesensor (73) die Feuchtigkeit im Inneren des Volumens (71 ) misst.

33. Sensorvorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass

ein Gehäuse (75) vorgesehen ist, das eine Stirnseite (78) aufweist, in der eine durchgängige Öffnung (79) ausgebildet ist und dass der Feuchtesensor (3, 73) die Öffnung (79) von der der Stirnseite (78) gegenüberliegenden Seite her dichtend verschließt, wobei das Volumen (1 , 71 ) im Bereich der Öffnung (79) ausgebildet ist.

34. Sensorvorrichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass der Feuchtesensor (72), insbesondere über einen Wärmeleitkleber, mit dem Heizelement (73) in Kontakt steht.

35. Sensorvorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (73) mit einem thermisch leitfähigen Körper (74), insbesondere bestehend aus Aluminium oder Aluminiumsinter, in Kontakt steht.

36. Sensoranordnung nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (72) als Peltier-Element ausgebildet ist und dass zwischen dem Gehäuse (75), dem Körper (74), dem Heizelement (72) und dem Feuchtesensor (73) ein vom Volumen (71 ) getrenntes weiteres Volumen (77) ausgebildet ist.

37. Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 35 oder 36, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (75) einen Kanal (76) aufweist und/oder dass der Körper (74) eine fortlaufende Ausnehmung aufweist, wobei zwischen dieser fortlaufenden Ausnehmung und dem Gehäuse (75) ein Kanal (76) ausgebildet ist.

38. Sensoranordnung nach einem der Ansprüche 35 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (74), das Heizelement (72) und der Feuchtesensor (73) im Gehäuse (75) verpresst sind, wobei das Gehäuse (75) gegebenenfalls mit dem Körper (74) verschraubt ist und oder dass das Gehäuse (75) und der Feuchtesensor (73) im Bereich der Öffnung (79) miteinander ausschließlich durch Verpressen, insbesondere klebstofffrei, miteinander das Volumen (71 ) abdichtend verbunden sind.

39. Vorrichtung zur Bestimmung der Feuchte von gasförmigen, flüssigen oder festen Materialien, dadurch gekennzeichnet, dass sie zumindest einen Sensor (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 27 oder eine Sensoranordnung (100') oder Sensorvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 28 bis 38 auf bzw. in einer Halterung (8) aus einem feuchteinvarianten, insbesondere nicht-magnetisierbaren, und/oder nichtleitendem Material umfasst.

40. Vorrichtung zur Bestimmung der Feuchte über einer Oberfläche (80), vorzugsweise über der Oberfläche von Human- oder Tierhaut zur Ermittlung der Feuchte-Abgabe und/oder

-Durchlässigkeit derselben, dadurch gekennzeichnet, dass sie einem zum zu analysierenden Material (85), insbesondere zur zu untersuchenden Haut, hin eine Öffnung (81 ) aufweisenden, nach Auflegen auf dem Material (85), insbesondere der Haut, von einer Wandung (82) aus einem nicht-korrosiven, feuchte-invarianten, bevorzugt elektrisch nichtleitenden, nicht magnetisierbaren Material, umschlossenen, ein definiertes Volumen aufweisenden Analyseraum (83) aufweist, wobei zumindest in einem Teilbereich der Wandung (82) zumindest ein zum genannten Analyseraum (83) hingerichteter Feuchte- Sensor (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 27 oder Sensoranordnung (100') oder Sensorvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 28 bis 38 angeordnet ist oder aber zumindest ein Teilbereich der Wandung (22) selbst aus bzw. mit einem derartigen Sensor (100) oder einer derartigen Sensoranordnung (100') gebildet ist.

41. Vorrichtung gemäß Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass am Rand des Arialyseraums (93) eine Mehrzahl von Feuchte-Sensoren (100) angeordnet ist.

42. Verfahren zur Herstellung des Trägerkörpers (1 ) und/oder eines Sensors (100) zur Bestimmung der Feuchtigkeit von Materialien, insbesondere der Feuchtigkeit von Gasen oder Luft, dadurch gekennzeichnet, dass - die Lösung einer Feuchte-Wasser aus einem umgebenden Material oder Gas- bzw. Luftraum reversibel und reproduzierbar aufnehmenden und/oder an das Material oder den Gas- bzw. Luftraum abgebenden Substanz (3), vorzugsweise eines derartigen Salzes (3'), auf die innere und gegebenenfalls die äußere Oberfläche (230) des Trägerkörpers (2) aus bzw. mit einem offenporig porösen, luftfeuchte-invarianten, nicht-hygroskopischen und hohe innere Steifigkeit aufweisenden Trägermaterial (2) aufgebracht wird, und

- der Trägerkörper (2) bzw. das mit der Lösung der Substanz (3) beaufschlagte Trägermaterial auf eine vorgegebene Temperatur für eine zumindest teilweise Verdampfung des Lösungsmittels (X) erhitzt wird und sich die zuerst in Lösung vorliegende Substanz (3) in den Poren (21 ) des Trägermaterials, und gegebenenfalls auf dessen Oberfläche (23) verfestigt und dort ortsfest und unverschieblich festgesetzt wird.

43. Verfahren gemäß Anspruch 42, dadurch gekennzeichnet, dass während des Aufbringens oder nach dem Aufbringen der Lösung der Substanz (3) auf den Trägerkörper (2) die relative Luftfeuchtigkeit der den Trägerkörper (2) umgebenden Luft abgesenkt wird und das Salz vollständig getrocknet wird und/oder

dass während des Aufbringens oder nach dem Aufbringen der Lösung der Substanz (3) auf den Trägerkörper (2) die Umgebungstemperatur des Trägerkörpers (2) auf zumindest 30°C festgesetzt wird.

44. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 42 oder 43, dadurch gekennzeichnet, dass als Trägermaterial ein Leiterplattenmaterial eingesetzt wird, in den mittels eines Lasers, insbesondere sackförmige, Löcher, Poren oder Ausnehmungen eingebrannt werden.

45. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 42 bis 44, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorgang des Aufbringens der Lösung und der anschließende Trocknungsprozess wiederholt, insbesondere zumindest zweimal, wiederholt, wird.

46. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 42 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass die Salzschicht (32) auf den Trägerkörper (2) mittels eines Spraycoating-Verfahrens aufgebracht wird, wobei das im Lösungsmittel gelöste Salz, insbesondere im Vakuum, auf den Trägerkörper (2) aufgesprüht wird, wobei sich im Bereich oberhalb des Trägerkörpers einen (2) Nebel der Lösung bildet, der sich auf den in Rotation versetzten Trägerkörper (2) niederschlägt und eine sehr dünne Salzschicht (32) ausbildet.

47. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 42 bis 46, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufbringung von Salz auf den Trägerkörper eine Salzlösung in flüssiger oder gasförmiger Form unter hohem Druck in den Trägerkörper (2) eingesprüht bzw. eingespritzt wird, wobei gegebenenfalls ein positionierbarer Druckkopf zur Ausrichtung des Dampf- bzw. Flüssigkeitsstrahls auf den Trägerkörper (2) verwendet wird.

48. Verfahren zum Desinfizieren eines Sensors nach einem der Ansprüche Ansprüche 1 bis 27 oder eine Sensoranordnung (100') oder Sensorvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 28 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (2) des Sensors für eine vorgegebene Zeit mit Wasserdampf beaufschlagt wird, der eine vorgegebene Temperatur von über 61 ,5°C aufweist.